正尖晶石

1、正尖晶石，反尖晶石。

1.）正尖晶石

答：在尖晶石AB2O4型结构中，如果A离子占据四面体空隙，B离子占据八面体空隙，则称为正尖晶石。(A)[B2]O4。

2）反尖晶石型结构

在尖晶石AB2O4型结构中，如果半数的B离子占据四面体空隙，A离子和另外半数的B离子占据八面体空隙，则称为反尖晶石。(B)[AB]O4。

2、架状结构，层状结构，岛状结构。

岛状结构——硅酸盐晶体结构中的硅氧四面体以孤立状态存在,它们之间通过其它正离子的配位多面体连结。

特点：硅氧四面体之间没有共用的氧。氧离子除了和一个硅离子相连外，剩下的一价将于其它金属离子相连。

层状硅酸盐结构---硅氧四面体通过三个共同氧连接，在二维平面内延伸成一个硅氧四面体层。

在硅氧层中，处于同一平面的三个氧离子都被硅离子共用而形成一个无限延伸的六节环层，这三个氧都是桥氧，电价已达到平衡。另一个顶角向上的氧、负电价尚未平衡，称为自由氧。它将与硅氧层以外的阳离子相连。这种自由氧在空间排列也形成六边形网格。

层状结构中络阴离子的基本单元是[Si4O10]4-。

架状结构硅酸盐晶体其结构特征是每个硅氧四面体的四个角顶都与相邻的硅氧四面体共顶。硅氧四面体排列成具有三维空间的“架”。如果硅氧四面体中的Si4+不被其他阳离子取代，则结构是电性中和的，Si／0=1/2。石英及其变体就属于架状硅酸盐结构。

当结构中出现A13十取代Si4十离子时，就会有剩余负电荷，这时将有其他阳离子进入结构．一般是离于半径大而电荷较低的阳离子，如K+，Na+，Ca2+，Ba2+等。长石族晶体就属于这一类。

3、位移性转变，重建性转变。P67页

答：在上述变体中，同一系列（即纵向）之间的转变不涉及晶体结构中键的破裂和重建，仅是键长和键角的调整，转变迅速且可逆。属于位移性转变。

在上述变体中，不同系列（即横向）之间的转变，如α-石英和α-磷石英，α-磷石英和α-方石英之间的转变都涉及键的破裂和重建，转变速度缓慢。属于重建性转变。

4、解释在AX型晶体结构中，NaCl型结构最多？

答：在AX型晶体结构中，一般阴离子X的半径较大，而阳离子A的半径较小，所以阴离子做紧密堆积，阳离子填充在其空隙中。大多数AX型化合物的r+/r-比在0.414—0.732之间，应填充在八面体空隙中。即具有NaCl型结构；并且NaCl型晶体结构的对称性较高，所以AX型晶体结构中，NaCl型结构最多。5、用NaCl结构理论解释水泥熟料中死烧MgO和CaO结构的不同？

答：NaCl结构是一种立方面心格子，其中阴离子按最紧密方式堆积，阳离子充填于全部的八面体的空隙中，阴阳离子的配位数都为6。水泥熟料中死烧MgO 和CaO结构与NaCl结构，结构非常稳定水化速度缓慢，会影响水泥的安定性。但由于Ca2+半径比Mg2+半径大得多，因而在CaO结构中，O2-被“撑开”，这样，CaO结构不如MgO的结构稳定，游离CaO水化速度比游离MgO要快些，游离CaO加热即可水化，而游离MgO经压蒸才能水化。

6、TiO2的性质及应用.

1）在光学性质上具有很高的折射率。

2）在电学性质上具有高的介电系数。

因此，成为制备光学玻璃的原料，也是无线电陶瓷中需要得晶相。

3）TiO2的纳米和介孔材料有催化、净化效果，用于光催化下的净化功能。

7、用岛状结构理论解释水泥熟料中γ－C2S和β－C2S结构的不同？

8 分析说明高岭石，蒙脱石结构特点及其结构差异，并说明性质和结构的相关性。

答：高岭石：1:1层状结构，有解理性，层间为氢键。因此可交换的阳离子容量小。水分子不易进入单网层之间，晶体不会因为水含量增加膨胀，固具有很好的可塑性。

蒙脱石：2:1层状结构，有解理性，层间为范氏键，易吸水，有膨润性。具有很高的阳离子交换能力。对Na、Ca、Mg、Al、H等正离子均有强的交换性。9、用晶体结构理论解释水泥原料石灰石中方解石的结构。

答：水泥原料石灰石中方解石的结构可看成是变了形的NaCl结构形式，只要将NaCl的三次轴竖立并加压，使棱的夹角由90°变至101°55′，然后以Ca2+代替Na+，CO2-3代替Cl- 。在CO2-3中的C4+在中心，三个O2- 围绕C在一平面上成一等边三角形。Ca2+的配位数为6。

10、表征硅酸盐晶体的化学式方法有几种，分别是什么？并进行比较。

答：表征硅酸盐晶体的化学式方法有两种。

一种是所谓的氧化物法，即把构成硅酸盐晶体的所有氧化物按按一定的比例和顺序全部写出来，先是+1价碱金属氧化物，其次是+2价，+3价的金属氧化物，最后是SiO2。例如，钾长石的化学式写成K2O·Al2O3·6SiO2；

另一种是无机络盐表示法，是把是构成硅酸盐晶体的所有离子按照一定比例和顺序全部写出来，再把相关的络阴离子用中括号[ ]括起来即可，先是+1价、+2价的金属离子，其次是Al3+和Si4+离子，最后是O2-或OH-离子。如钾长石为K[AlSi3O8]

比较：氧化物表示法的优点在于一目了然地反映出晶体的化学组成，可以按此组成配料来进行晶体的实验室合成。无机络盐表示法则可以比较直观地反映出晶体所属的结构类型，进而可对晶体结构及性质作出一定程度的预测，两种表示方法之间可以相互转换。

11 桥氧与非桥氧

1、桥氧：在有限四面体群中连接两个Si4+离子的氧称为桥氧。由于这种氧的电价已经饱和，一般不再与其它正离子配位，故桥氧亦称为非活性氧。

2、非桥样：在有限四面体群中只有一侧与Si4+离子相连的氧称为非桥氧。另一侧可与其它正离子配位，故非桥氧亦称为活性氧。

尖晶石型的结构

尖晶石型（AB2O4）结构 AB2O4型化合物中最重要一种结构就是尖晶石，属于尖晶石结构的化合物有一百多种，一般A是二价金属离子Mg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+等，B是三价金属离子Al3+、Cr3+、Ga3+、Fe3+、Co3+等。正离子A、B总电价为8，氧离子作立方密堆，A、B则充填在氧离子间隙中。 以MA尖晶石（MgO·Al2O3）为例加以分析。 图1.37 尖晶石型（AB2O4）结构 1）鲍林规则 （1），0.414~0.732，CN+=6，，0.414~0.732，CN+应该为6，但由于正离子的相互影响，CN+=4，整个结构才稳定。即Al-O→[AlO6]八面体，Al3+填充在O2-形成的八面体中。Mg-O→[MgO4]由面体，Mg2+填充在O2-形成的四面体中。 (2)， 即：一个O2-同时与三个Al3+和一个Mg2+相连，或三个[AlO6]八面体与一个[MgO4]由面体共顶相连。 （3）八面体间可共棱共面，实际每二个[AlO6]八面体间共棱相 连，四面体间不共顶。 （4）低配位数的[MgO4]之间排后斥力较大，尽可能互不结合，而高配位的[AlO6]可以互相连接，在尖晶石结构中，每一个O2-共用于一个[MgO4]和三个[AlO6]之间， （5）理想的尖晶石晶体中，除Mg2+、Al3+外，不再含其它正离子，Mg-O总是形成[MgO4]四面体，Al-O总是形成[AlO6]八面体，每一个O2-周围总是一个

Mg2+和Al3+。 2）结构特点 一个晶胞可分成8个小立方体，共面的小立方体是不同类型的，（即质点排列情况不一样），而共棱的小立方体是相同类型（质点排列情况一样），换句话说尖晶石的晶胞是由8个小块拼合而成，分两种情况，A块，B块，A块主要显示Mg2+占据四面体空隙，B块主要显示Al3+占据八面体空隙。 A块离子排列情况： 4个O2-位于顶角和面心处，即O2-作面心立方堆积，3/2个Al3+位于6条边中心，即处于O2-堆积体的八面体空隙中，2个Mg2+在一条对角线方向，与三个面心处和一个顶角的O2-相连，即处于O2-堆积体的四面体空隙中。 B块离子堆积情况： 4个O2-位于面心和顶角处与A块一样，5/2个Al3+位于体心和六条边中心，在O2-八面体空隙中B块中没有Mg2+。 在一个尖晶石晶胞中，共有32个O2-，16个Al3+，8个Mg2+，含有8个分子MA。 32个O2-作立方密堆时，可形成64个四面体空隙，32个八面体空隙，8个Mg2+填充1/8四面体空隙,，6个Al3+填充1/2八面体空隙，结构中存在较多空位。 如果16个Al3+中有8个Al3+占据8个四面体空隙，另8个Al3+与8个Mg2+占据16个八面体空隙，形成的结构称反尖晶石结构，通式B(AB)O4。 如镁铁尖晶石Fe3+(Mg2+Fe3+)O4—MgO·Fe2O3 磁铁矿Fe3+( Fe 2+Fe3+)O4—FeO Fe2O3，Fe3O4 3）、尖晶石特点： Al-O、Mg-O均形成较强离子键，结构牢固，硬度大（8），熔点高（2135℃），比重大（3.55），化学性质稳定，无解理，是重要的耐火材料。 （七）、氧化物结构的一般规律 各种氧化物结构最显著的特点是与O2-的密堆有密切关系，大多数简单的氧化物结构，可以在O2-近乎密堆的基础上形成，而正离子处于合适的间隙位置上，抓住这个基本点，不同结构的相似性就明显了，弄清立方密堆和六方密及其形成的四面体，八面体空隙分布，分析方法：

尖晶石

尖晶石材料在催化氧化方面的应用 简介：尖晶石是镁铝氧化物组成的矿物，因为含有镁、铁、锌、锰等等元素，它们可分为很多种。尖晶石呈坚硬的玻璃状八面体或颗粒和块体。它们出现在火成岩、花岗伟晶岩和变质石灰岩中。尖晶石类催化剂在高级氧化中有着较为广泛的应用，尖晶石型催化剂在臭氧体系或者过硫酸盐体系中与臭氧或者过硫酸盐发生协同作用，提高体系的氧化性，对绝大部分有机物进行去除讲解，得到良好的效果。 关键词：尖晶石spinel催化cataly*氧化oxide 正文：Mg-Fe尖晶石复合氧化物对苯乙烯选择氧化反应的催化性能，反应以H2O2为氧化剂时Mg-Fe尖晶石复合氧化物催化剂对苯乙烯选择氧化制苯甲醛反应的催化性能结果表明, 非化学计量比的Mg-Fe 尖晶石复合氧化物催化剂的活性优于纯 MgFe2O4 尖晶石相,苯甲醛产率达到 20%左右.在非化学计量比的Mg-Fe 尖晶石复合氧化物中掺入适量的Al3+后,可进一步提高催化活性, 苯甲醛最高产率达到 33.4%.催化剂表征数据揭示,非化学计量比的Mg-Fe和Mg-Fe-Al复合氧化物催化剂是由纳米尺度的铁酸盐尖晶石和α-Fe2O3微晶相构成的.除了非化学计量比尖晶石具有较多的缺陷结构外α-Fe2O3微晶相的存在也可能是造成非化学计量比催化剂活性高的原因之一。早在 70 年代文献已报道， Mg-Fe 尖晶石复合氧化物对烷烃和烯烃的氧化脱氢反应有良好的催化效果。后来又相继发现该类催化剂对醇脱氢和脱水、苯酚羟基化等反应有较好的催化性能。Mg-Fe 尖晶石复合氧化物对以过氧化氢为氧化剂的苯乙烯液相氧化反应具有催化活性,并且与 TS-1 沸石不同,其主要产物不是苯乙醛和环氧化物 ,而是苯甲醛,其苯乙烯转化率还Fe-MCM-41催化剂.苯甲醛是医药、农药和香料等工业中的重要中间体,以苯乙烯为原料生产无氯苯甲醛是一种绿色工艺 ,值得深入研究 Mg-Fe 尖晶石复合氧化物的组成、结构、掺 Al3+等与催化性能。 尖晶石的制备方法为檬酸溶胶凝胶法：将计量的Fe(NO3)3·9H2O , Al(NO3)3·9H2O 和Mg(NO3)2·6H2O 溶解于 50mL 水中 .在30 ℃水浴中,边搅拌边将混合盐溶液滴加到50mL柠檬酸水溶液中.溶液中柠檬酸摩尔数等于加入的 Mg2+摩尔数 .滴加完毕后继续搅拌 30 min , 然后浓缩溶液至胶状, 再移至120 ℃烘箱内干燥 12 h , 得疏松的固体 .在干燥气氛中研磨后,于设定温度下焙烧2 h ,得到催化剂样品. 实验中由于不同化学组成的复合氧化物转变为尖晶石的温度不同，所以要先进行预实验得到MgFe2O4和MgAl2O4复合氧化物经不同温度焙烧后的XRD图谱。通过图谱可以看到400 ℃时已开始出现微弱的MgFe2O4 尖晶石相衍射峰,继续升高温度, 代表尖晶石相的衍射峰强度不断增加,晶相转变渐趋完善.650 ℃时 才开始出现微弱的MgAl2O4 尖晶石相衍射峰,晶相转变温度明显地比MgFe 2O 4 推 迟。所以本实验Mg-Fe 和Mg-Fe-Al 复合氧化物的焙烧温度分别选为 600 ℃和700。 实验中加入Al3+的影响MgAl 2O 4 尖晶石本身对苯乙烯氧化反应的活性不如 MgFe 2O 4 , 但选择性很高 , 反应产物中只有苯甲醛 , 在非化学计量比的

尖晶石型催化剂的结构、制备与应用

***********学院 尖晶石型催化剂的结构、制备与应用 学号： 专业： 学生姓名： 任课教师： 2013年12月

尖晶石型催化剂的结构、制备与应用 ******** ******学院 摘要：尖晶石类催化剂近些年来发展迅速，作为环境保护末端治理方面的新秀，有很多值得大家去深入探究的地方。尖晶石型催化剂在高级氧化中有着较为广泛的应用，尖晶石型催化剂在臭氧体系或者过硫酸盐体系中与臭氧或者过硫酸盐发生协同作用，提高体系的氧化性，对绝大部分有机物进行去除降解，得到良好的效果。尖晶石结构类似于钙钛矿，但仍有较大区别，本文对尖晶石结构进行了介绍，并给出了几种比较常用的尖晶石制法。 关键词：尖晶石；高级氧化；催化；结构；制备 1、尖晶石的结构 人们对多元复合氧化物材料的结构和组成的设计和制备的研究，不断发现了复合金属氧化物材料具有磁性、气敏性、电导性和催化活性等特性，并将他们广泛应用在能源、信息、冶金、电子、化工、生物和医学等领域复合金属氧化物的种类繁多，主要有尖晶石型、钙钛矿型、白钨矿和铜铁矿等类型，由于组成和结构的变化引起材料的多功能性，使得尖晶石型和钙钛矿型复合金属氧化物成为最常见和应用最广的光催化材料，在本文中，主要讨论尖晶石结构复合型金属氧化物[1]。 尖晶石的化学分子式可以用XY2O4表示，以天然矿石MgAl2O4尖晶石为例，其晶体结构属于立方晶系，每个单胞中包含56个离子，其中包括2价金属离子8个，3价金属离子16个，32个氧离子，其中的Mg2+和A13+离子可以被其它的二价(Ni2+、Co2+、Cu2+、Zn2+、Mn2+等)或者三价(Fe3+、Co3+、Ga3+等)离子替代，图1.1为尖晶石结构复合金属氧化物的晶体结构示意图，在尖晶石的晶胞中，氧离子间隙之中镶嵌了金属离子，其中四个氧离子包围了间隙较小的四面体座，这四个氧离子的中心联线构成四面体；而六个氧离子包围了间隙较大的八面体座，这六个氧离子的中心联线构成八面体(图1.1)，尖晶石结构的单位晶胞含有8个分子，其中包含32个八面体座和64个四面体座，金属离子分别占据其中的8个四面体座(A位)和16个八面体座(B位)，占据A位置的亚晶胞按四面体排列，占据B位置的亚晶胞按互补的四面体排列[2]。 图1.1尖晶石复合金属氧化物的晶体结构

尖晶石型的结构

创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 尖晶石型（AB2O4）结构 AB2O4型化合物中最重要一种结构就是尖晶石，属于尖晶石结构的化合物有一百多种，一般A是二价金属离子Mg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+等，B是三价金属离子Al3+、Cr3+、Ga3+、Fe3+、Co3+等。正离子A、B总电价为8，氧离子作立方密堆，A、B则充填在氧离子间隙中。 以MA尖晶石（MgO·Al2O3）为例加以分析。 图1.37 尖晶石型（AB2O4）结构 1）鲍林规则 （1），0.414~0.732，CN+=6，，0.414~0.732，CN+应该为6，但由于正离子的相互影响，CN+=4，整个结构才稳定。即Al-O→[AlO6]八面体，Al3+填充在O2-形成的八面体中。Mg-O→[MgO4]由面体，Mg2+填充在O2-形成的四面体中。 (2)， 即：一个O2-同时与三个Al3+和一个Mg2+相连，或三个[AlO6]八面体与

一个[MgO4]由面体共顶相连。 （3）八面体间可共棱共面，实际每二个[AlO6]八面体间共棱相 连，四面体间不共顶。 （4）低配位数的[MgO4]之间排后斥力较大，尽可能互不结合，而高配位的[AlO6]可以互相连接，在尖晶石结构中，每一个O2-共用于一个[MgO4]和三个[AlO6]之间， （5）理想的尖晶石晶体中，除Mg2+、Al3+外，不再含其它正离子，Mg-O 总是形成[MgO4]四面体，Al-O总是形成[AlO6]八面体，每一个O2-周围总是一个Mg2+和Al3+。 2）结构特点 一个晶胞可分成8个小立方体，共面的小立方体是不同类型的，（即质点排列情况不一样），而共棱的小立方体是相同类型（质点排列情况一样），换句话说尖晶石的晶胞是由8个小块拼合而成，分两种情况，A块，B块，A块主要显示Mg2+占据四面体空隙，B块主要显示Al3+占据八面体空隙。 A块离子排列情况： 4个O2-位于顶角和面心处，即O2-作面心立方堆积，3/2个Al3+位于6条边中心，即处于O2-堆积体的八面体空隙中，2个Mg2+在一条对角线方向，与三个面心处和一个顶角的O2-相连，即处于O2-堆积体的四面体空隙中。 B块离子堆积情况： 4个O2-位于面心和顶角处与A块一样，5/2个Al3+位于体心和六条边中心，在O2-八面体空隙中B块中没有Mg2+。 在一个尖晶石晶胞中，共有32个O2-，16个Al3+，8个Mg2+，含有8个分子MA。 32个O2-作立方密堆时，可形成64个四面体空隙，32个八面体空隙，8个Mg2+填充1/8四面体空隙,，6个Al3+填充1/2八面体空隙，结构中存在较多空位。 如果16个Al3+中有8个Al3+占据8个四面体空隙，另8个Al3+与8个Mg2+占据16个八面体空隙，形成的结构称反尖晶石结构，通式B(AB)O4。 如镁铁尖晶石Fe3+(Mg2+Fe3+)O4—MgO·Fe2O3

尖晶石型的结构

尖晶石型(AB2O4)结构 AB2O4型化合物中最重要一种结构就是尖晶石，届丁尖晶石结构的化合物有一白多种，一般 A 是二价金届离子Mg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+ 等，B是三价金届离子Al3+、Cr3+、Ga3+、Fe3+、Co3+等。正离子A、B总电价为8,氧离子作立方密堆，A、B则充填在氧离子间隙中。 以MA尖晶石(MgO - Al2O3)为例加以分析。 图1.37尖晶石型(AB2O4)结构 1) 鲍林规则 - = 0.43 通1 二0 59 (1) %卜，0.414~0.732 , CN+=6,勺" ，0.414~0.732 , CN + 应该为6,但由丁正离子的相互影响，CN+=4,整个结构才稳定。即A1-O T［AlO6］八面体，Al3+填充在O2-形成的八面体中。Mg-O t［MgO4］由面体，Mg2+填充在O2-形成的四面体中。 3 1 2 1 1 1 ="临*二孑E+以* ■声=3妃*杭1 (2) b 」耳』，乙土 即：一个O2-同时与三个Al3+和一个Mg2+相连，或三个［A1O6］八面体与一个［MgO4 ］由面体共顶相连。 (3) 八面体问可共棱共面，实际每二个［A1O6］八面体问共棱相连，四面体问不共顶。 (4) 低配位数的［MgO4］之间排后斥力较大，尽可能互不结合，而高配位的［A1O6］可以互相连接，在尖晶石结构中，每一个O2-共用丁一个［MgO4］和三个［A1O6］之间， (5) 理想的尖晶石晶体中，除Mg2+、Al3+外，不再含其它正离子，Mg-。总是形成［MgO4］四面体，Al-O总是形成［A1O6］八面体，每一个O2-周围总是一个

尖晶石综述

研究现状： MgAl2O4尖晶石作为上地幔的重要组成部分，因此它在地球物理学的研究中占有重要的地位，也是许多理论和实验研究的热点题目. 1915年Bragg [1]指出尖晶石MgAl2O4的群结构为Fd3m，1969年Reid和Ringwood [2]预测MgAl2O4的后尖晶石相结构应该类似于CaFe2O4- 或者CaMn2O4-. Grimes [3, 4]在1971年和1973年通过实验验证认为MgAl2O4的群结构应该为F4-3m. Liu[5]在1975年利用利用金刚石压腔通过持续加热观测到MgAl2O4在18GPa，温度为1000~1400 ℃分解为MgO和Al2O3. Rouse et al [6]在1976年利用中子衍射验证MgAl2O4的群结构为Fd3m. 而在1977年Mishra和Thomas [7] 指出一种新的低温低对称性的晶体相F4-3m-MgAl2O4在450 ℃左右转变为Fd3m- MgAl2O4. Liu [8]又在1978年利用金刚石压腔通过持续加热到1000 ℃，压腔达到25 GPa时观测到MgAl2O4转变成另一种密度更大的ε相尖晶石. Schafer et al [9]在1983年.通过电子发射显微镜(TEM)观测MgAl2O4在25.5 GPa和50 GPa下的冲击回收实验的样品，得出回收产物很可能不是ε相尖晶石. Irifune et al [10]在1991年通过实验得出在25 GPa下MgAl2O4转变成一种新的密度更大的高压相(钙铁型结构). Catti et al [11]在1994年利用DFT-LDA方法计算得出在0 K条件下尖晶石加压为11 GPa分解为MgO和Al2O3. 1994年Irifune et al [12]和Kesson et al [13]以及2001年Ono et al [14] 指出CaFe2O4-MgAl2O4是较深层地幔的重要组成部分.1997年Kruger et al [15] 利用静态X射线衍射观测金刚石腔中的尖晶石样品发现在0~65 GPa下尖晶石结构并没有发生变化.1998年Funamori et al [16]利用X衍射和电子发射显微镜观测金刚石腔中的尖晶石样品得出尖晶石首先分解分解为MgO和Al2O3，再转变为CaFe2O4-MgAl2O4，最后在转变为CaTi2O4- MgAl2O4. 1999年Akaogi et al [17]通过高温高下下的实验得出MgAl2O4在15~16 GPa，温度为1200 ℃分解为MgO 和Al2O3, 在温度为1600 ℃压强为26.5 GPa时混合物又转变成CaFe2O4-MgAl2O4，而且得出了MgAl2O4分解的临界线方程P (GPa)=12.3+0.0023T (°C). 2001年Catti [18] 通过DFT-LDA和DFT-B3LYP两种方法预测出Cmcm-MgAl2O4即CaTi2O4- MgAl2O4的形成分别在39 GPa和57 GPa. 2002年Irifune et al [19] 利用同步衍射和金刚石对砧方法研究了在温度高达1600 ℃，压强在22-38 GPa条件下MgAl2O4的相变，得出在25 GPa时MgAl2O4分解为MgO

尖晶石

尖晶石 目录[隐藏] 概述 具体特征 传奇 评价与选购 “铁木尔红宝石” 晶体化学 结构与形态 物理性质 概述 具体特征 传奇 评价与选购 “铁木尔红宝石” 晶体化学 结构与形态 物理性质 ?产状与组合 ?鉴定特征 ?工业应用 ?地下城与勇士

尖晶石 [编辑本段] 概述 尖晶石（Spinel） 化学分子式为MgAl2O4 晶系：属等轴晶系 结晶习性：常呈八面体晶形，有时八面体与菱形十二面体、立方体成聚形。 光泽：玻璃光泽至亚金刚光泽 透明度：透明至不透明 折光率：1.718，因含微量元素不同而改变最高可至2.000.无双折射 无多色性 特殊光学效应：星光效应（四射或六射），变色效应。比较稀少 硬度：8

密度：3.60（+0.10，-0.03）克/立方厘米 产地：缅甸、斯里兰卡、柬埔寨、泰国及中国的河南、河北、福建、新疆、云南 [编辑本段] 具体特征 尖晶石是镁铝氧化物组成的矿物，因为含有镁、铁、锌、锰等等元素，它们可分为很多种，如铝尖晶石、铁尖晶石、锌尖晶石、锰尖晶石、铬尖晶石等。由于含有不同的元素，不同的尖晶石可以有不同的颜色，如镁尖晶石在红、蓝、绿、褐或无色之间；锌尖晶石则为暗绿色；铁尖晶石为黑色等等。尖晶石呈坚硬的玻璃状八面体或颗粒和块体。它们出现在火成岩、花岗伟晶岩和变质石灰岩中。有些透明且颜色漂亮的尖晶石可作为宝石，有些作为含铁的磁性材料。用人工的方法已经可以造出200多个尖晶石品种。尖晶石是一族矿物，在自然界中形成于熔融的岩浆侵入到不纯的灰岩或白云岩中经接触变质作用形成的。有些出现在富铝的基性岩浆岩中。宝石级尖晶石则主要是指镁铝尖晶石，是一种镁铝氧化物。晶体形态为八面体及八面体与菱形十二面体的聚形。颜色丰富多彩，有无色、粉红色、红色、紫红色、浅紫色、蓝紫色、蓝色、黄色、褐色等。尖晶石的品种是依据颜色而划分的，有红、橘红、蓝紫、蓝色尖晶石等。玻璃光泽，透明。贝壳状断口。淡红色和红色尖晶石在长、短波紫外光下发红色荧光。特征

9尖晶石研究进展

高温高压下MgAl2O4理论与实验研究进展* 一般尖晶石是指普通结构的MgAl2O4或者MgO· Al2O3。尖晶石不仅形成于岩浆与含杂质的灰岩或者白云岩接触变质带，而且也是上地幔的重要组成矿物。它在地球物理学的研究中占有重要的地位，也是许多理论和实验研究的热点题目。 §1 尖晶石的晶体结构 在1915年，Bragg指出尖晶石类晶体为立方结构，且具有这种结构最高的结构对称性。这类物质可以通过化学式R''R'''2O4来表示，其中二价金属R''可以是Mg，Zn或者是Mn，三价金属R'''可以是Fe，Mn或者是Al，其群结构可以表示为Fd3m。然而，Grimes（1971，1973）为了解释一些铁酸盐尖晶石(群结构为Fd3m)在低频时出现高介电常数的反铁电性质提出了一种新的对称性结构F4-3m，它的结构在<111>方向的八面体中的金属离子被取代。这种模型结构能够很好的解决反铁电行为，而且与当时的衍射数据比较符合。为了验证这两种结论的真伪，Rouse等人（1976）利用中子衍射分析了Fd3m和F4-3m这两种结构，表9-1是MgAl2O4的精化结构。表中B是各向同性温度因子，u1是Fd3m结构中氧原子的位置，u2，u3是F4-3m结构中铝原子核氧原子的位置。表中参数表明，在这两种结构中各原子温度系数偏差很小，可以忽略，这表示这些原子并没有偏离八面体中心，也就是说，中子实验中并没有发现金属原子的取代行为，所以Rouse等人（1976）认为MgAl2O4的正确群结构是Fd3m。 表9-1 MgAl2O4的精化结构（Rouse et al.,1976） Fd3m F4-3m B Mg=0.57(4) ?2B Mg=0.57(4) ?2 B Al=0.10(3) ?2B Al=0.09(5) ?2 B O=0.50(2) ?2u2=0.387(1) u1=0.387(1)B O=0.50(2) ?2 u3=0.387(1) Mishra和Thomas(1977)根据在电子和X光衍射中，F4-3m结构在常温能够产生hk0点，其中hk满足h+k=4n+2的关系，利用发射电子显微镜在常温下观测到MgAl2O4的结构下的这些亮点(图9-1)，而且测得这种电子衍射图案发生变化的温度为450 ℃。这表明F4-3m是低温低对称性的晶体相，当温度升高到450 ℃时，F4-3m转变为Fd3m尖晶石相。至此，这两种尖晶石群结构在实验上的分歧得到了解决，然而由于当时计算方法的发展的滞后，这两种相之间的具体联系并没有给出。最近，张良等人采用第一性原理密度泛函理论(DFT-LDA)和准谐德拜模型理论研究了Fd3m-MgAl2O4和F4-3m-MgAl2O4的相变关系。同时对Mishra 和Thomas(1977) 的实验中在450 ℃时F4-3m? Fd3m相变在理论上给出了解释。图9-2给出了Fd3m-MgAl2O4和F4-3m-MgAl2O4的Gibbs自由能在不同温度和压强下的差值(ΔG=G F4-3m- G Fd3m)。计算结果表明，在研究的压力范围内，Fd3m-MgAl2O4→F4-3m-MgAl2O4相变发生的必需条件为温度超过452.6 K。给出了关于相变Fd3m-MgAl2O4→F4-3m-MgAl2O4 *张良1, 2姬广富1谭嘉进1, 2魏冬青3 1 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室，绵阳 621900 2 四川大学物理科学与技术学院，成都 610064 3 上海交通大学生命科学与技术学院，上海 200240 绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地(GCTKF2010017)和国防基础科研计划（B1520110002）资助.

尖晶石型锰酸锂前驱体

2009年8月 吉林师范大学学报(自然科学版)№.3第3期Journal of Jilin N ormal University (Natural Science Edition )Aug.2009 收稿日期:2008205228 基金项目:吉林省科技厅项目(20060423) 第一作者简介:王　昕(19642),女,吉林省四平市人,现为吉林农业工程职业技术学院副教授.研究方向:无机化学. 尖晶石型锰酸锂前驱体的制备与表征 王　昕1,张伟娜2 (1.吉林农业工程职业技术学院,吉林四平136000;2.吉林师范大学化学学院,吉林四平136000)摘　要:二次锂电池由于比能量高和使用寿命长,已经成为便携式电子产品的主要电源.本实验以LiNO 3和Mn (NO 3)2为原料,应用溶胶-凝胶法制备出了LiMn 2O 4粉体,通过XRD 方法测试了不同温度下灼烧的晶型,随着温度的升高,样品颗粒经历了由疏松到团聚,再到均匀分布的过程,其中700℃时制备的材料具有最佳晶型.还研究了产品的充放电循环性能,经过50次循环后容量降只有4.21%,说明制备的LiMn 2O 4粉体具有优良的充放电循环可逆性能,这对材料更好地发挥其电化学性能起到很好的促进作用. 关键词:锂离子电池;尖晶石型LiMn 2O 4;溶胶-凝胶法 中图分类号:T M911 文献标识码:A 文章编号:1674238732(2009)0320113202 锂离子电池是继镍镉电池、镍氢电池之后的第三代可充电绿色电池.锂离子电池因其比能量大、电压高、放电性能稳定等优点被广泛应用于手提电话、笔记本电脑、摄录一体机等电子设备.目前,用于锂离子电池的正极材料主要是LiC O 3,LiNiO 2和LiMn 2O 4[126].但锰具有资源丰富、价格低廉、安全、无污染等诸多优点,是极有发展前景的锂离子电池正极材料.而且尖晶石型LiMn 2O 4具有独特的三维隧道结构,有利于Li +的嵌入或脱出,因此受到普遍关注LiMn 2O 4.赵铭姝等[7]采用高温固相分段法在氧气气氛下制备的锰酸锂材料具有较高的初始比容量(>140mAh/g ),但循4次后降为100mAh/g ;李智敏等[8]在空气气氛下,用固相分段焙烧法合成的LiMn 2O 4初始放电量达122mAh/g ,20次循环后容量损失4.4%;唐新村等[9]采用低温固相分段烧结方法制备的锰酸锂循环50次后容量衰减了14.5%.K ang H K 等[10]用共晶自混合方法制备的尖晶石型LiMn 2O 4正极材料20次循环后容量保持率为98.2%得到了比较满意的结果.但固相反应所需温度较高,反应条件苛刻.本文采用温和的溶胶2凝胶法制备LiMn 2O 4前躯体,并对其结构和充放电循环性能进行测试. 1　实验部分 (1)试剂和仪器:实验所用试剂柠檬酸、硝酸锂、硝酸锰、氨水(0.1m ol/L )均为分析纯;水(H 2O )为超纯二次蒸馏水.T B 23型电子控温磁力搅拌器(上海富华仪器有限公司),DT 2200型电子天平(北京天平仪器厂),D82ADDS 型X 射线衍射仪(美国)等仪器. (2)实验步骤:将0.5m ol/L 的LiNO 3和Mn (NO 3)2溶液按1.1∶1摩尔比混匀,水浴加热反应,用NaH 2C O 3溶液调节混合液的pH 值为一定值,65℃陈化6.0h 后的胶体经过滤、水洗、恒温干燥后得到锰酸锂前驱体粉末,然后研磨预烧后得到尖晶石型锰酸锂前驱体粉末. 2　结果与讨论 2.1　结构特征分析 在空气中,制备的反应前驱体(pH =7.5条件),分别于300、400、500、600、700、800℃恒温氧化灼烧24h 制备产物.从前驱体和不同温度下制备的产物的XRD 图谱可以看出,前驱体己经具备尖晶石LiMn 2O 4晶格,但是峰强度较弱,峰型不完整,见图1.500℃以下灼烧制备的试样衍射峰弱,半峰宽较大,这可能是反? 311?

第三章晶体结构习题与解答

第三章 晶体结构习题与解答 3-1 名词解释 （a ）萤石型和反萤石型 （b ）类质同晶和同质多晶 （c ）二八面体型与三八面体型 （d ）同晶取代与阳离子交换 （e ）尖晶石与反尖晶石 答：（a ）萤石型：CaF2型结构中，Ca2+按面心立方紧密排列，F-占据晶胞中全部四面体空隙。 反萤石型：阳离子和阴离子的位置与CaF2型结构完全相反，即碱金属离子占据F-的位置，O2-占据Ca2+的位置。 （b ）类质同象：物质结晶时，其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子或原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的晶体，不引起键性和晶体结构变化的现象。 同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。 （c ）二八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若有三分之二的八面体空隙被阳离子所填充称为二八面体型结构 三八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若全部的八面体空隙被阳离子所填充称为三八面体型结构。 （d ）同晶取代：杂质离子取代晶体结构中某一结点上的离子而不改变晶体结构类型的现象。 阳离子交换：在粘土矿物中，当结构中的同晶取代主要发生在铝氧层时，一些电价低、半径大的阳离子（如K+、Na+等）将进入晶体结构来平衡多余的负电荷，它们与晶体的结合不很牢固，在一定条件下可以被其它阳离子交换。 （e ）正尖晶石：在AB2O4尖晶石型晶体结构中，若A2+分布在四 面体空隙、而B3+分布于八面体空隙，称为正尖晶石； 反尖晶石：若A2+分布在八面体空隙、而B3+一半分布于四面体空 隙另一半分布于八面体空隙，通式为B(AB)O4，称为反尖晶石。 3-2 （a ）在氧离子面心立方密堆积的晶胞中，画出适合氧离子位置 的间隙类型及位置，八面体间隙位置数与氧离子数之比为若干？四 面体间隙位置数与氧离子数之比又为若干？ （b ）在氧离子面心立方密堆积结构中，对于获得稳定结构各需何 种价离子，其中： （1）所有八面体间隙位置均填满； （2）所有四面体间隙位置均填满； （3）填满一半八面体间隙位置； （4）填满一半四面体间隙位置。 并对每一种堆积方式举一晶体实例说明之。 解：（a ）参见2-5题解答。 （b ）对于氧离子紧密堆积的晶体，获得稳定的结构所需电价离子 及实例如下： （1）填满所有的八面体空隙，2价阳离子，MgO ； （2）填满所有的四面体空隙，1价阳离子，Li2O ； （3）填满一半的八面体空隙，4价阳离子，TiO2； （4）填满一半的四面体空隙，2价阳离子，ZnO 。 3-3 MgO 晶体结构，Mg2+半径为0.072nm ，O2-半径为0.140nm ，计算MgO 晶体中离子堆积系数（球状离子所占据晶胞的体积分数）；计算MgO 的密度。 解：参见2-9题。 3-4 Li2O 晶体，Li+的半径为0.074nm ，O2-的半径为0.140nm ，其密度为1.646g/cm3，求晶胞常数a0；晶

正反尖晶石

尖晶石结构式ABCX4，其中两种金属离子为+3，另一种金属离子为+2，X 可以为O2-，S2-，Se2-等。阴离子（如O2-）作面心立方堆积，形成8个四面体空隙，4个八面体空隙。 当+3的金属离子全部占据八面体空隙位置，+2的金属离子全部占据四面体空隙位置时，为正尖晶石； 当半数的+2的金属离子占据四面体空隙，+3的金属离子和另外半数的+2的金属离子占据八面体空隙位置时，就成了反尖晶石。 如果用（）表示四面体位置，有[ ]表示八面体位置，则正反尖晶石结构式可以表示为：（A）[B2]O4——正尖晶石，（B）[AB]O4——反尖晶石。 在实际尖晶石中，有的是介于正、反尖晶石之间，即：既有正尖晶石，又有反尖晶石，此尖晶石称为混合尖晶石，结构式表示为：（A1-x B x）[A x B2-x]O4，其中（0

的关系，而是晶体场中的择位能来决定的。 首先强调，晶体场中，O2-为弱场配体。FeAl2O4中，Fe为+2价，d6组态，位置优先能小，正常进入四面体位置，当然Al3+全部进入八面体位置，形成正尖晶石。MgFe2O4中，Mg为+2价，d0组态，位置优先能大，优先进入八面体位置；Fe 为+3价，d5组态，位置优先能较大，进入部分八面体位置；另一部分Fe3+进入四面体场，形成反尖晶石。 过渡金属离子的半径变化与d电子的排布方式有关，高自旋状态的离子比低自旋状态的离子半径大，当d电子数为4-7时，同一个离子有两个半径。MgAl2O4中，Al为+3价，d0组态，位置优先能大，优先全部进入八面体场；相比之下，位置优先能较弱的d0 Mg2+，则只能选择进入四面体位置了，最终形成正尖晶石。ZnAl2O4，同上。离子半径：Zn2+>Mg2+>Al3+

正尖晶石和反尖晶石型结构

一、比较下列名词的含义 比较下列名词的含义（每小题4分，共20分） 1. 正尖晶石和反尖晶石型结构 在AB2O4尖晶石型晶体结构中，若A2+分布在四面体空隙、而B3+分布于八面体空隙，称为正尖晶石；② 反尖晶石：若A2+分布在八面体空隙、而B3+一半分布于四面体空隙另一半分布于八面体空隙，通式为B(AB)O4，称为反尖晶石。② 2. 均匀成核和非均匀成核 均匀成核：从均匀的单相熔体中产生晶核的过程，其成核几率处处相同。② 非均匀成核：借助于表面、界面、微粒裂纹、器壁以及各种催化位置而形成晶核的过程。② 3. 稳定扩散和不稳定扩散 若扩散物质在扩散层dx内浓度不随时间变化，即dc/dt=0为稳定扩散；② dc/dt≠0为不稳定扩散。② 4. 重建型转变和位移型转变 重建性转变：破坏原有原子间化学键，改变原子最邻近配位数，使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。② 位移性转变：不打开任何键，也不改变原子最邻近的配位数，仅仅使结构发生畸变，原子从原来位置发生少许位移，使次级配位有所改变的一种多晶转变形式。② 5. 一致熔融化合物和不一致熔融化合物 一致熔融化合物：有固定的熔点，熔化时所产生的液相与化学物组成相同。②不一致熔融化合物：没有固定的熔点，这种化合物加热到某一温度便发生分解，分解产物为一种液相和一种晶相，二者组成与化合物组成均不同。② 二、简答题 简答题（每小题4分，共20分） 1. 比较叶腊石和蒙脱石的结构区别，说明产生的原因。 叶腊石和蒙脱石均为2：1型层状结构，为两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体； ②在蒙脱石中，层间可吸附大量的水，主要因为蒙脱石结构中的铝离子和硅离子部分被低价阳离子取代，引起电荷的不平衡，为平衡电荷，常在层间吸附水合阳离子。叶腊石中基本不存在离子置换的现象，也即层间不吸附水。②

尖晶石结构

尖晶石型结构 结构特点 尖晶石的化学式通式为XY2O4，X 为+2 价的阳离子，Y 是+3 价的阳离子，而氧原子在(111)的面上以立方紧密堆积（cubic close packing, CCP or face-centered close packing, FCC）排列，X 和Y 则分别位在氧所构成的四面体或八面体的孔隙中）。 在AB2O4尖晶石型晶体结构中，若A2+分布在四面体空隙、而B3+分布于八面体空隙，称为正尖晶石；例如， MgAl2O4 若A2+分布在八面体空隙、而B3+一半分布于四面体空隙另一半分布于八面体空隙，通式为B(AB)O4，称为反尖晶石。 以镁原子为顶点的尖晶石晶胞

以氧原子为顶点的尖晶石晶胞

一个晶胞可分成8个小立方体，共面的小立方体是不同类型的，即质点排列情况不一样；而共棱的小立方体是相同类型，质点排列情况一样，换句话说尖晶石的晶胞是由8个小块拼合而成，分两种情况：A块、B块。 A块主要显示Mg2+占据四面体空隙，B块主要显示Al3+占据八面体空隙。 A块离子排列情况：4个O2-位于顶角和面心处，即O2-作面心立方堆积。3/2个Al3+位于6条边中心，即处于O2-堆积体的八面体空隙中。2个Mg2+在一条对角线方向，与三个面心处和一个顶角的O2-相连，即处于O2-堆积体的四面体空隙中。 B块离子堆积情况：4个O2-位于面心和顶角处与A块一样，5/2个Al3+位于体心和六条边中心。在O2-八面体空隙中B块中没有Mg2+。 在一个尖晶石晶胞中，共有32个O2-16个Al3+8个Mg2+含有8个分子MA。32个O2-作立方密堆时，可形成64个四面体空隙，32个八面体空隙，8个Mg2+填充1/8四面体空隙,6个Al3+填充1/2八面体空隙，结构中存在较多空位。如果16个Al3+中有8个Al3+占据8个四面体空隙，另8个Al3+与8个Mg2+占据16个八面体空隙，形成的结构称反尖晶石结构，通式B(AB)O4。 如镁铁尖晶石Fe3+(Mg2+Fe3+)O4—MgO·Fe2O3 磁铁矿Fe3+( Fe 2+Fe3+)O4—FeO·Fe2O3·Fe3O4

MaterialsStudio绘制尖晶石晶胞教程

Materials Studio 绘制尖晶石(spinel/MgAI 2O 4)晶胞教程 1.打开MS ,新建工作区，文件名需英文。 M M E-r ull r'.udio Fie kfet View iModiFy fimld Taok SiffEstiai J4aduln Window Help i 中淀盘口 * 斷dtwc&l ■ wre^iT) 2.右键左边 spine 2new ^3D Ato IQ 11 ±1 tudi o -A - as 〔-"ir 吒厭 疋/風 inzw .1 rz 门苗"? |：￡「占5 -> ：i-.-：ii -； 芋 I --------------- -------------------- ■ CjbEtfte ■ iftew pfcvpeci Open jin exi%ting prujrd: iftecenC pro^ec^ My f avorlin- llviiilledll 11 * T? Huritbediiii fl 咖 l<12 2Q17ZWZ 14 12 5>fuCl^ f 1 KB 1 KB

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(完整word版)尖晶石型锰酸锂综述Microsoft Word 文档

问题： 1、尖晶石锰酸锂放电平台？——3.7v,过冲电压4.2v，保护过放电压2.75v。工作电压：2.5v-4.2v。 2、三维锂离子通道？——空的四面体和八面体通过共面和共边相互联结, 形成三维的锂离子扩散通道。 3J hn-Teller效应？——LiMn2O4中Mn3+的电子组态为d4，由于这些d电子不均匀占据着八面体场作用下分裂的d轨道上，导致氧八面体偏离球对称性，畸变为变形的八面体构型，即发生了所谓的Jahl-Teller效应。 尖晶石型锰酸锂 1尖晶石型锰酸锂概述 锰酸锂主要包括尖晶石型锰酸锂和层状结构锰酸锂，其中尖晶石型锰酸锂结构稳定，易于实现工业化生产，如今市场产品均为此种结构。尖晶石型锰酸锂LiMn2O4是Hunter在1981年首先制得的具有三维锂离子通道的正极材料（空的四面体和八面体通过共面和共边相互联结, 形成三维的锂离子扩散通道），至今一直受到国内外很多学者及研究人员的极大关注，它作为电极材料具有价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点，是最有希望取代钴酸锂LiCoO2成为新一代锂离子电池的正极材料。但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化。尖晶石锰酸锂动力电池循环寿命较短和储藏性能差的主要原因之一是锰酸锂的锰易溶解于电解液中，特别在高温下(60℃)锰的溶解尤为严重。 传统认为锰酸锂能量密度低、循环性能差、结构不稳定！ 尖晶石型锰酸锂属于立方晶系，Fd3m空间群，理论比容量为148mAh/g，由于具有三维隧道结构，锂离子可以可逆地从尖晶石晶格中脱嵌，不会引起结构的塌陷，因而具有优异的倍率性能和稳定性。如今，传统认为锰酸锂能量密度低、

尖晶石

尖晶石是一类矿物的总称，具有通式XY2O4，为等轴晶系，氧原子为立方紧密堆积，X与Y占晶格中的部分八面体和四面体空隙反尖晶石与尖晶石结构类同，但A，B离子所处的位置和配位关系完全相反，故名。这类结构中O2-离子与尖晶石结构中情况相同，呈立方紧密堆积，A2+离子和半数B3+离子处于八面体空隙中，而余下的一半B3+离子处于四面体空隙中。整个结构可写作，式中IV和VI为配位数 尖晶石为八面体形态、硬度大、尖晶石律双晶为特征。相似矿物锆石密度较大，一轴晶；石榴子石硬度小于尖晶石，常产于镁质灰岩与花岗岩类的接触变质带，与镁橄榄石、透辉石等共生,镁尖晶石是镁质耐火材料的主要结合相，也是尖晶石质耐火材料的主要物相。透明无暇、色泽美观者可作宝石。 简介尖晶石尖晶石为八面体形态、硬度大、尖晶石律双晶为特征。相似矿物锆石密度较大，一轴晶；石榴子石硬度小于尖晶石，常产于镁质灰岩与花岗岩类的接触变质带，与镁橄榄石、透辉石等共生。基性岩、超基性岩中的尖晶石，由岩浆直接结晶形成，与辉石、橄榄石、磁铁矿、铬铁矿及铂族矿物等伴生。在富铝贫硅的泥质岩石的热变质

带亦可形成尖晶石，常与堇青石或斜方辉石共生。镁尖晶石是镁质耐火材料的主要结合相，也是尖晶石质耐火材料的主要物相。透明无暇、色泽美观者可作宝石。 基本概述镁铝尖晶石尖晶石是镁铝氧化物组成的矿物，因为含有镁、铁、锌、锰等等元素，它们可分为很多种，如铝尖晶石、铁尖晶石、锌尖晶石、锰尖晶石、铬尖晶石等。由于含有不同的元素，不同的尖晶石可以有不同的颜色，如镁尖晶石在红、蓝、绿、褐或无色之间；锌尖晶石则为暗绿色；铁尖晶石为黑色等等。尖晶石呈坚硬的玻璃状八面体或颗粒和块体。它们出现在火成岩、花岗伟晶岩和变质石灰岩中。有些透明且颜色漂亮的尖晶石可作为宝石，有些作为含铁的磁性材料。用人工的方法已经可以造出200多个尖晶石品种。 尖晶石是一族矿物，在自然界中形成于熔融的岩浆侵入到不纯的灰岩或白云岩中经接触变质作用形成的。有些出现在富铝的基性岩浆岩中。宝石级尖晶石则主要是指镁铝尖晶石，是一种镁铝氧化物。晶体形态为八面体及八面体与菱形十二面体的聚形。颜色丰富多彩，有无色、粉红色、红色、紫红色、浅紫色、蓝紫色、蓝色、黄色、褐色等。尖晶石的品种是依据颜色而划分的，有红、橘红、蓝紫、蓝色尖晶石等。玻璃光泽，透明。贝壳状断口。淡红色和红色尖晶石在长、短波紫外光下发红色荧光。 历史上尖晶石的著名产地主要是缅甸、斯里兰卡、柬埔寨、泰国及中国的河南、河北、福建、新疆等。原苏联、非洲也有发现。特别是斯兰卡。