- ШПИНЕЛИ
(от нем. Spinell, уменьшит. от лат. spina - шип, терновник: по форме кристаллов), минералы класса сложных оксидов общей ф-лы АМ 2 О 4, где A - Mg2+, Zn2+, Mn2+, Fe2+, Ni2+, Со 2+; М- А12+, Mn3+, Fe3+, V3+, Cr3+, Ti4+. Ш.- системы твердых р-ров с широким изоморфизмом катионов А и М; в пределах каждого изоморфного ряда смесимость минералов полная, между членами разл. рядов ограниченная. В зависимости от содержания преобладающего катиона М различают группы: алюмошпинели, ферришпинели, хромошпинели, титаношпинели, ванадиошпинели (табл.).
СВОЙСТВА ПРИРОДНЫХ ШПИНЕЛЕЙ
Минеральный видФормулаПараметр кристаллич. решетки, нмПлотн.,г/см 3
nDРасположение катионовАлюмошпинелиШпинельMgAl2O40,80843,551,719НГаннитZnAl2O40,81074,621,805НГалаксит(Mn, Fe)Al2O40,81814,041,920НГерцинитFeAl2O40,81534,401,835НФерришпинелиМагнезиоферритMgFe2O40,83914,522,38ОБФранклинит(Zn, Mn)Fe2O40,84204,342,36НЯкоб ситMnFe2O40,85104,872,3ОБМагнетитFeFe2O40,83975,202,42ОБТреворитNiFe2O40,84305,202,3ОБХромошпинелиХромитFeCr2O40,83815,092,16НМагаохромит(Mg, Fe)Cr2O40,83074,432,00НХромпикотит(Mg, Fe)(Cr, Al)2O40,82324,131,892НТитаношпинельУльвёшпинельFe2TiO40,85304,78ЧОБВанадиошпинельКульсонитFeV2O40,82975,15ЧНШ. кристаллизуются в кубич. сингонии, образуя гл. обр. октаэдрич. кристаллы. Элементарная ячейка включает 32 аниона О, к-рые образуют плотнейшую кубич. упаковку с 64 тетраэдрич. (катионы занимают 8) и 32 октаэдрич. (занимают 16) пустотами. По характеру распределения катионов в тетраэдрич. позициях выделяют Ш.: нормальные (Н; 8 тетраэдров занято катионами А 2+, 16 октаэдров - катионами М 3+); обращенные (ОБ; 8 тетраэдров занято М 3+, 16 октаэдров - 8А 2+ и 8М 3+ , причем катионы А 2+ и М 3+ в октаэдрич. пустотах могут распределяться как статистически, так и упорядочение); промежуточные.
Цвет Ш. определяется степенью окисления основных катионов и наличием примесей. По окраске и составу выделяют разновидности: благородная Ш. (балэ-рубин, или рубицелл) - рубиново- и огненно-красная до сиренево-розовой (хромофор Сr3+); сапфировая Ш.- голубая до синей (до 3,5% FeO); хлорошпинель- травяно- и оливково-зеленая (Fe3+); плеонаст, или цейлонит,- непрозрачная черно-зеленая до черной (до 15% FeO); цинксодержащая ганношпинель - голубовато-зеленая, темно-синяя, фиолетовая; пикотит- высокохромистая Ш., непрозрачная черно-зеленая до черной; примеси хромофоров обусловливают также оранжевую, красновато-бурую и коричневую окраски.
Все минералы отличаются высокой твердостью (5-8 по минералогич. шкале), термич. и хим. стойкостью. Большинство Ш. раств. в конц. к-тах и все раств. в р-рах KHSO4 и Na2CO3. Ш.- гл. носители магн. св-в горных пород; нормальные Ш. имеют низкую электропроводность, обращенные -высокую. Плотн., параметры кристаллич. решетки и др. св-ва Ш. зависят от состава и распределения катионов.
Для Ш. характерны высокотемпературные условия образования; они устойчивы к выветриванию, образуют россыпи. В природе Ш. часто встречаются в виде акцессорных минералов (входят в состав горных пород в кол-вах менее 1% по массе). Крупные пром. скопления образуют только ферришпинели и хромошпинели - важные руды для получения Сr, выплавки Fe и попутного извлечения V; благородная Ш.- драгоценный камень (россыпи в Мьянме и Шри-Ланке). Многие минералы применяют также в качестве катализаторов хим.-технол. процессов (напр., в синтезе этиленоксида), в произ-вах керамики, огнеупоров, термостойких красок.
Известно большое число синтетич. Ш. (получают сплавлением или спеканием соответствующих оксидов при 1400-1920
Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца. 1988.