Spinell ist das Magnesium-Aluminiummitglied der größeren Spinell-Gruppe von Mineralen. Es hat die Formel MgAlO. Rubin von Balas ist ein alter Name für eine rosafarbige Vielfalt.

Spinell-Gruppe

Die Spinelle sind einige einer Klasse von Mineralen der allgemeinen Formulierung ABO, die im kubischen (isometrischen) Kristallsystem mit den Oxydanionen kristallisieren, die in einem Ende-gepackten Kubikgitter und dem cations A und B eingeordnet sind, der einige oder alle octahedral und vierflächige Seiten im Gitter besetzt. A und B kann divalent, dreiwertig, oder quadrivalent cations, einschließlich Magnesiums, Zinkes, Eisens, Mangans, Aluminiums, Chroms, Titans und Silikons sein. Obwohl das Anion normalerweise Oxyd ist, schließt die analoge thiospinel Struktur den Rest des chalcogenides ein. A und B kann auch dasselbe Metall unter verschiedenen Anklagen, wie der Fall in FeO (als FeFeO) sein.

Mitglieder der Spinell-Gruppe schließen ein:

• Aluminiumspinelle:
• Spinell: MgAlO, nach dem diese Klasse von Mineralen genannt wird
• Gahnite: ZnAlO
• Hercynite: FeAlO
• Eisenspinelle:
• Cuprospinel: CuFeO
• Franklinite: (Fe, Minnesota, Zn) (Fe, Minnesota) O
• Jacobsite: MnFeO
• Magneteisenstein: FeO
• Trevorite: NiFeO
• Ulvöspinel: TiFeO
• Zink ferrite: (Zn, Fe) FeO
• Chrom-Spinelle:
• Chromite: FeCrO
• Magnesiochromite: MgCrO
• Andere mit der Spinell-Struktur:
• Ringwoodite: (Mg, Fe) SiO, ein reichlicher olivine polymorph innerhalb des Mantels der Erde von ungefähr 520 bis 660 km Tiefe und ein seltenes Mineral in Meteorsteinen

Es gibt noch viele Zusammensetzungen mit einer Spinell-Struktur, z.B der thiospinels und selenospinels, der entweder im Laboratorium synthetisiert werden oder in einigen Fällen als Minerale vorkommen kann.

Eigenschaften des wahren Spinells

Spinell kristallisiert im isometrischen System; allgemeine Kristallformen sind octahedra, gewöhnlich twinned. Es hat ein Imperfekt octahedral Spaltung und ein Conchoidal-Bruch. Seine Härte ist 8, sein spezifisches Gewicht ist 3.5-4.1, und es ist zum undurchsichtigen mit einem gläsernen zum dummen Schimmer durchsichtig. Es kann farblos sein, aber ist gewöhnlich verschiedene Schatten von rot, Blau, Grün, Gelb, Braun oder Schwarzem. Es gibt einen einzigartigen natürlichen weißen Spinell, jetzt verloren, der kurz darin aufgetaucht ist, was jetzt Sri Lanka ist. Einige Spinelle sind unter den berühmtesten Edelsteinen: Unter ihnen ist der Rubin des Schwarzen Prinzen und der 'Rubin von Timur' in den britischen Kronjuwelen und dem 'Stall de Bretagne' früher von den französischen Kronjuwelen. Der Samarian Spinell ist der größte bekannte Spinell in der Welt, wiegend.

Die durchsichtigen roten Spinelle wurden Spinell-Rubine oder balas Rubine genannt. In der Vergangenheit, vor der Ankunft der modernen Wissenschaft, waren Spinelle und Rubine als Rubine ebenso bekannt. Nach dem 18. Jahrhundert wurde der Wortrubin nur für die rote Edelstein-Vielfalt des Mineralkorunds verwendet, und der Wortspinell ist gewöhnt geworden. "Balas" wird aus Balascia, dem alten Namen für Badakhshan, ein Gebiet in Zentralasien abgeleitet, das im oberen Tal des Flusses Kokcha, einem der Haupttributpflichtigen des Flusses Oxus gelegen ist. Die Badakshan Provinz war seit Jahrhunderten die Hauptquelle für rote und rosa Spinelle.

Ereignis

Wahrer Spinell ist lange im Edelstein tragenden Kies Sri Lankas und in Kalksteinen der Badakshan Provinz am modernen Tag Afghanistan und von Mogok in Birma gefunden worden. Kürzlich wurden Edelstein-Qualitätsspinelle auch in den Marmoren von Luc Yen (Vietnam), Mahenge und Matombo (Tansania), Tsavo (Kenia) gefunden, und indem sie von Tunduru (Tansania) und Ilakaka (Madagaskar) mit Kies bestreuen. Spinell wird als ein metamorphes Mineral, und auch als ein primäres Mineral in seltenen mafic Eruptivfelsen gefunden; in diesen Eruptivfelsen sind die Magmen an Alkalien hinsichtlich Aluminiums relativ unzulänglich, und Aluminiumoxyd kann sich als der Mineralkorund formen oder kann sich mit der Magnesia verbinden, um Spinell zu bilden. Das ist, warum Spinell und Rubin häufig zusammen gefunden werden.

Spinell, (Mg, Fe) (Al, Cr) O, ist in peridotite im Mantel der obersten Erde, zwischen etwa 20 km zu etwa 120 km vielleicht üblich, um Tiefen abhängig vom Chrom-Inhalt zu senken. An bedeutsam seichteren Tiefen, über Moho, calcic ist plagioclase das stabilere aluminous Mineral in peridotite, während Granat die stabile Phase ist, die im Mantel unter dem Spinell-Stabilitätsgebiet tiefer ist.

Spinell, (Mg, Fe) AlO, ist ein allgemeines Mineral in den Ca-Al-rich Einschließungen (CAIs) in einigen chondritic Meteorsteinen.

Die Spinell-Struktur

Normale Spinell-Strukturen sind gewöhnlich geschlossen - gepackte Oxyde mit einem octahedral und zwei vierflächigen Seiten pro Oxyd kubisch. Die vierflächigen Punkte sind kleiner als die Octahedral-Punkte. B Ionen besetzen die octahedral Löcher wegen eines Anklage-Faktors, aber kann nur Hälfte der octahedral Löcher besetzen. Ionen besetzen 1/8 der vierflächigen Löcher. Das maximiert die Gitter-Energie, wenn die Ionen in der Größe ähnlich sind. Ein allgemeines Beispiel eines normalen Spinells ist MgAlO.

Umgekehrte Spinell-Strukturen sind jedoch in dieser ein bisschen verschieden muss die Kristallfeldstabilisierungsenergien (CFSE) der Übergang-Metallgegenwart in Betracht ziehen. Einige Ionen können eine verschiedene Vorliebe auf der octahedral Seite haben, die von der D-Elektronzählung abhängig ist. Wenn Ionen eine starke Vorliebe für die octahedral Seite haben, werden sie ihren Weg darin zwingen und Hälfte der B Ionen von den octahedral Seiten bis die vierflächigen Seiten versetzen. Wenn die B Ionen eine niedrige oder Octahedral-Seite-Stabilisierungsnullenergie (OSSE) haben, dann haben sie keine Vorliebe und werden die vierflächige Seite annehmen. Ein allgemeines Beispiel eines umgekehrten Spinells ist FeO, wenn Fe (A) Ionen d hohe Drehung sind und Fe (B) Ionen d hohe Drehung sind.

Viele Jahre lang wurde Kristallfeldtheorie angerufen, um den Vertrieb des cations innerhalb der Spinelle zu erklären. Da der octahedral und die vierflächigen Seiten im Gitter verschiedene Beträge von CFSE erzeugen, wurde es behauptet, dass die Einordnung der zwei Typen von cation, der den grössten Teil von CFSE erzeugt hat, am stabilsten sein würde. Jedoch wurde diese Idee von Burdett und Mitarbeitern herausgefordert, die gezeigt haben, dass eine bessere Behandlung die Verhältnisgrößen des s und p atomaren orbitals der zwei Typen des Atoms verwendet hat, um ihre Seite-Vorliebe zu bestimmen. Das ist, weil die dominierende Stabilisierungswechselwirkung in den Festkörpern nicht die Kristallfeldstabilisierungsenergie ist, die durch die Wechselwirkung des ligands mit den D-Elektronen, aber die σ-type Wechselwirkungen zwischen dem Metall cations und den Oxydanionen erzeugt ist. Dieses Grundprinzip kann Anomalien in den Spinell-Strukturen erklären, dass Kristallfeldtheorie nicht wie die gekennzeichnete Vorliebe von Al cations für octahedral Seiten oder von Zn für vierflächige Seiten kann - würde das Verwenden der Kristallfeldtheorie voraussagen, dass beide keine Seite-Vorliebe haben. Nur in Fällen, wo diese Größe-basierte Annäherung anzeigt, tut keine Vorliebe für eine Struktur über einen anderen Kristallfeldeffekten machen jeden Unterschied — tatsächlich sind sie gerade eine kleine Unruhe, die manchmal einen Unterschied machen kann, aber die häufig nicht tut.

Synthetischer Spinell

Synthetischer Spinell wurde in der Mitte des 18. Jahrhunderts zufällig erzeugt, und ist mehr kürzlich in wissenschaftlichen Veröffentlichungen 2000 und 2004 beschrieben worden.

Siehe auch

• Ceylonite
• Der Samarian Spinell: der größte bekannte Spinell in der Welt, dem Teil der iranischen Kronjuwelen
• Der Rubin des schwarzen Prinzen

Bibliografie

• Rehe, Howie und Zussman (1966) Eine Einführung in die sich Felsformenden Minerale, Longman, Seiten 424-433, internationale Standardbuchnummer 0-582-44210-9
• Shumann, Walter (2006) Edelsteine der 3. Weltausgabe, Sterlings, Seiten 116-117.

Links

• Spinell-Struktur