28FeGoluri tetraedrice [603765]

38Fe
28FeGoluri tetraedrice
Goluri octaedrice
38FeSpineli 2.1 Noțiuni generale
Spinelii sunt compuși oxidici cu stoechiometrii derivati din formula
4 2OAB și rețea cristalină cu simetrie
cubică. Denumirea acestei grupe de compuși provine de la mineralul spinel,
4 2O MgAl , cu care prezintă
structură similară. Caracteristic pentru structura cristalină spinelică este faptul că ionii de oxigen, mai
voluminoși, determină o rețea cubică cu fețe centrate care prezintă două tipuri de goluri: tetraedrice și
respectiv octaedrice. În tab elul 7 sunt prezentate exemple de compuși oxidici cu structură spinelică [1] .

Tabelul 1.1. Compuși oxidici cu structură spinelică

Valența
cationilor A și B Stoechiometria Exemple
2,3
4 2OAB Spineli normali:
,OAFe,OACr,OAAl 42 42 42
în care:
Cd,ZnA
Spineli inverși:
,OAFe 42
în care:
Ni,Co,FeA
,O AGa 42
în care:
Ni,MgA
Spineli micști:
42 42 42 O MnFe,O MnAl,O NiAl

2,4
4 2BOA Spineli inverși:
4 2TiOA
, în care
CoFeZnA ,,
1,3
8 54 5.2 5.0
OABsauOBA

8585
OLiAlO LiFe
1,6
4 2BOA
4 2 42 MoOAg,WOK
2,3,4
82345.05.1
COBAsauO BCA

823TiOFeNi

În funcție de modul de ocupare a celor două tipuri de goluri se deosebesc:
a) Spineli normali , în care cationii A, aflați în proporție mai mică, ocupă o optime din golurile
tetraedrice, iar cationii B ocupă o jumătate din golurile octaedrice.
Pentru a scoate în evidență acest aranjament al cationilor, în literatură se folosește paranteza
dreaptă pentru cationii coordinați octaedric; spre exemplu:
4 2] [ OAlMg ;
b) Spineli inverși , în care cationii B se află 50% în goluri tetraedrice și 50% în goluri octaedrice, iar
cationii A se află în cealaltă jumătate de goluri octaedrice ocupate,
4] [ OABB . Spre exemplu:
43 2 3
43 2 3] [ ,] [ O Fe Co FeO FeFe Fe 
.
Spinelii inveși cu formula
4 2O AFe sunt denumiți deseori ferite. Feritele prezintă un moment
magnetic spontan, care sugerează faptul că spinii electronici și momentele magnetice sunt aranjate într –
un mod regulat.Spre exemplu în magnetit (
3 2OFe FeO ) sau
43 2 3] [ O FeFe Fe , ordonarea
feromagnetică a spinilor electronici ai cationilor [2] este prezentată în figura 3.

Figura 1.1. Aranjamentele schematice ale spinilor cationilor din celula elementară a magnetitului

Se observă că momentele ionilor
3Fe se compensează reciproc, lăsând numai momentele ionilor
2Fe
. c) Spineli micști , care prezintă o ocupare neomogenă a golurilor, atât cationii A cât și cei B se află în
ambele tipuri de goluri; exemplu :
43
λ22
λ3
λ2
λ1O] AlNi[Al Ni

 .
Pentru desemnarea tipului structural al unui spinel, în literatură [3] se utilizează factorul de ocupare ,
notat cu λ; acesta reprezintă fracțiunea de atomi B aflați în poziții tetraedrice. Pentru un spinel normal:
0
, iar pentru un spinel invers:
5.0λ .
Calculul densității spinelului,
42O MgAl :
) 115221: JCPDS(A 0831.8a;mol/g27.142 M0
O MgAl 42  
1.1.
Celula elementară spinelică, conține 8 unități moleculare, astfel că:
3
38 23/ 5781.3
) 10 0831.8( 10 023.627. 1428
4 2cmgO MgAl 
 
1.2.
Nanotehnologia implică studiul, controlul și manipularea materialelor la scară nanometrică,
având de obicei dimensiuni mai mici de 100 nm. Aceasta este cu adevărat o zonă multidisciplinară de
cercetare și dezvoltare, care reunește discipline precum chimia, biologia, inginerie și medicina. Interesul
recent in nanostructuri rezultă din numeroasele lor aplicații, cum ar fi în dezvoltarea materia lelor, științe
biomedicale, electronica, optica, magnetism de stocare a energiei, și electrochimie [4] . Utilizarea
nanoparticulelor magnetice ca su port pentru senzori [5] de mare interes .
Ferita are, în general, o structură cubică invers spinelică (Figura1.2.), în care ionii metalici B3+
sunt situați în pozițiile interstițiale (tetraedrice) și în jumătate din pozițiile octaedrice iar ionii metalici A
sunt situați în totalitate în pozițiile octaedrice, ocupând cealaltă jumătate din aceste poziții.

A8B16O32 pe unitatea de celulă. O celulă unitate (AB 2O4) conține 32 de atomi de O având o formă
cubică.