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Ionenkristalle

Spinelle (AB2X4)

Spinelle
Spinelle besitzen die allgemeine Zusammensetzung AB2X4 . Das Mineral Spinell ist Magnesiumaluminat MgAl2O4 . Skizzen der Spinell-Elementarzelle sind wegen ihrer Größe nicht besonders übersichtlich. Die Struktur besteht aus einer kubisch flächenzentrierten Anordnung von X-Anionen. In den normalen Spinellen besetzen die A-Ionen 1/8 der Tetraederlücken, die B-Ionen die Hälfte der Oktaederlücken. - In den inversen Spinellen sind A und B teilweise vertauscht, das heißt 1/8 der Tetraederplätze werden durch B besetzt und die Hälfte der Oktaederplätze durch A und B:
Tab.1
1/8 Tetraederlücken1/2 Oktaederlücken
normale SpinelleA (BB)X4
inverse SpinelleB (AB)X4

Die Verbindungsklasse der Spinelle ist sehr verbreitet. Es sind unterschiedliche Kombinationen der Oxidationszahlen möglich.

Tab.2
Verbindungen mit Spinellstruktur
Oxidationszahlen +2+3-2 +2+1-1 +6+1-2 +4+2-2
Spinell AB2X4 AB2X4 AB2X4 AB2X4
normale Spinelle MgAl2O4 ZnK2(CN)4 MoNa2O4 GeFe2O4
MnCr2O4 MoAg2O4 GeNi2O4
ZnFe2O4
CuV2S4
CdCr2Se4
inverse Spinelle Fe3O4 NiLi2F4 TiMg2O4
NiGa2O4 SnMn2O4

Ein bemerkenswerter inverser Spinell ist das Eisenoxid Fe3O4 (Magnetit). Hier werden in der kubisch dichten Packung der O2- -Ionen die Tetraederlücken zu 1/8 von Fe3+ -Ionen und die Oktaederlücken zu je 1/4 von Fe2+- und Fe3+ -Ionen besetzt.

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