氧化铁黑的反应和反平行结构
在高炉中用一氧化碳(CO)还原磁铁矿是钢铁生产过程的一部分:
Fe3O4的受控氧化用于生产棕色颜料用γ-Fe2O3(磁赤铁矿):
更剧烈的煅烧(在空气中焙烧)产生红色颜料用α-Fe2O3(赤铁矿):
反平行结构
Fe3O4具有立方反尖晶石群结构,该结构由立方密堆积的氧化物离子阵列组成,其中所有的Fe2+离子占据八面体空穴的一半,Fe3+则平均分布在剩余的八面体空穴和四面体空穴上。
Feo和γ-Fe2O3都具有与四氧化三铁相似的立方密堆积的氧化物离子阵列,这是这三种化合物可以通过氧化和还原反应相互转化的原因,因为这些反应对整体结构的改变相对较小。 Fe3O4样品可以是非化学计量的。
Fe3O4的铁磁性是因为八面体空穴中的FeII和FeIII离子的电子自旋耦合与四面体空穴中的FeIII离子的自旋耦合反平行。净效应是两组自旋耦合的磁场作用不均衡,产生永久磁性。
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