國營聯招
102年
[石油開採] 岩石力學、岩石與礦物學
第 40 題
磁鐵礦是自然界中最常見的磁性礦物，有亞鐵磁性，具有何種構造?
- A Perovskite
- B Spinel
- C NaCl
- D Sphalerite
思路引導 VIP
請你觀察磁鐵礦的化學式 $Fe_3O_4$，如果我們將它拆解成一個二價金屬氧化物（$AO$）與一個三價金屬氧化物（$B_2O_3$）的組合，這種 $AB_2O_4$ 的組成比例，在礦物學中通常對應到哪一種以「紅紫色寶石」命名的典型晶體構造呢？
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同學觀察得很敏銳，能準確選出 Spinel（尖晶石構造） 顯示你對造岩礦物的微觀結構有很扎實的掌握！
磁鐵礦的結晶構造與特性
磁鐵礦的化學式為 $Fe_3O_4$，它在結構上屬於尖晶石族礦物。在這種構造中，氧離子呈立方緊密堆積，而二價與三價的鐵離子則分別填充於晶格中的四面體與八面體空隙中。值得注意的是，磁鐵礦其實是一種「反尖晶石（Inverse Spinel）」結構，這使得其內部的電子自旋無法完全抵消，進而產生強烈的磁性。
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磁鐵礦與尖晶石構造
💡 磁鐵礦(Fe3O4)具有尖晶石結構，呈現亞鐵磁性。
| 比較維度 | 尖晶石 (Spinel) | VS | 鈣鈦礦 (Perovskite) |
|---|---|---|---|
| 化學通式 | AB2O4 | — | ABO3 |
| 代表礦物 | 磁鐵礦 (Fe3O4) | — | 鈦酸鈣 (CaTiO3) |
| 主要特性 | 常見具磁性 | — | 半導體或超導潛力 |
💬磁鐵礦是尖晶石結構的典型代表，常考於礦物鑑定與晶體學。
