Файл: Шпинель.pptx

Шпинель

Министерство науки и высшего образования Российской федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Северо-Осетинский Государственный университет имени Коста Левановича Хетагурова”.

Факультет химии, биологии и биотехнологии. Направление: Химия 04.03.01

Преподаватель: Егоров Дмитрий Игоревич

Студент: Бестаева Диана Роландовна

Владикавказ 2023

Другие названия шпинели: цейлонит, пикотит, рубицелл, благородная шпинель, лал.

Красный является ведущим оттенком шпинели, но чаще встречаются камни с неоднородным окрасом. Так, различают фиолетово-красные, оранжево-красные и розово-красные шпинели. Менее распространены шпинели других оттенков: желтого, голубого, зеленого и черного. Как самостоятельный минерал шпинель стали классифицировать около 150 лет назад. До этого времени ее относили к рубинам. По преданию, именно лал первоначально украшал шапку Мономаха. В коллекции Российского Алмазного фонда, прославленного среди исторических музеев мира, немалую роль играет лал темно-красного цвета, который в 1762 году был украшением венца императрицы Екатерины II. В последние годы возросший уровень диагностических методов позволил установить, что знаменитые самоцветы в сокровищнице Англии «Рубин Тимура» (361 карат) и «Рубин принца Черного» (170 карат) являются шпинелями.
Основные месторождения: остров Шри-Ланка, Афганистан, Индия, Таиланд. Единственное в стране месторождение шпинели находится на юго-западе Памира. Встречается шпинель и на Южном Урале (кристаллы изумрудно-зеленого цвета), а также в районе озера Байкал (сикристаллы).

Структура

Шпинели – класс соединений сложных оксидов с общей формулой AB2O4 или A(A,B)O4 ,где A–Mg, Zn, Fe2+, Co, Ni и т. д.; B – Al, Fe3+, Cr3+, V3+ и т. д. Они представляют собой системы твёрдых растворов с широко развитым изоморфизмом катионов A и B. Структура: кристалл нормальной шпинели имеет ГЦК- решетку, в узлах которой расположены 32 аниона кислорода, образующих трёхслойную кубическую ПШУ с 64 тетраэдрическими пустотами (катионами А занято 8) и 32 октаэдрическими пустотами (катионами В занято 16). То есть, на элементарную ячейку приходится 8 формульных единиц. Каждый анион окружен одним А- и тремя В-катионами.

---

• нормальные MgAl2O4, ZnFe2O4 (8 тетраэдров занято катионами А2+, 16 октаэдров – катионами В3+);

• обращенные MgFe2O4, Fe2TiO4 (8 тетраэдров занято катионами В3+, 16 октаэдров – 8 В3+ и 8 А2+ . Катионы В3+ и А2+ в октаэдрических пустотах могут распределяться как статистически, так и упорядоченно);

• промежуточные шпинели.

Разновидности

• Алюмошпинели шпинель MgAl2O4, герцинит FeAl2O4
• Ферришпинели якобсит MnFe2O4, франклинит ZnFe2O4
• Хромшпинелиды хромит FeCr2O4, магнезиохромит MgCr2O4
• Титаношпинели ульвешпинель Fe2TiO4
• Ванадиошпинели кульсонит FeV2O4

• высокая твёрдость (5-8 по шкале Мооса)
• отсутствие спайности
• химическая и термическая стойкость соединений
• оптическая изотропия

Шпинели – основные носители магнитных свойств горных пород. Твёрдость, параметр элементарной ячейки, магнитные и электрические свойства зависят от состава и характера распределения катионов. Для всех шпинелей характерны высокотемпературные условия образования, устойчивы к выветриванию и сохраняются в россыпях.

Применение

• Окрашенные прозрачные разновидности шпинели используются как драгоценные камни. 
• Искусственная шпинель применяется в качестве огнеупорного материала, устойчивая при действии расплавов материалов основного состава. 
• Находит некоторое применение в керамике, а также в производстве устойчивых керамических красок.

Спасибо за внимание!

---