Spinellstruktur

Spinellstruktur beschreibt einen Kristallstrukturtyp von Oxiden und verwandten Verbindungen mit der allgemeinen Formel AB2O4. In dieser Struktur bilden Sauerstoffionen eine kubisch dichteste Packung. Die Kationen A2+ sitzen in tetraedischen Lücken (Td) und die B-Kationen in oktaedrischen Lücken (Oh). Diese Anordnung führt zu einer charakteristischen kubischen Symmetrie, häufig der Raumgruppe Fd-3m, und ordnet die O-Atome zu einem robusten, eng gepackten Gitter.

Normalspinell bedeutet, dass A2+-Kationen tetraedrisch vorkommen und B3+-Kationen oktaedrisch; die Struktur kann formal als (A)[B2]O4 beschrieben werden. Umgekehrt kann bei der inversen Spinellstruktur das B-Kationstyp in das tetraedische Netz eindringen, während A- und B-Kationen die oktaedrischen Lücken besetzen; formal lässt sich dies als [A B]O4 darstellen. Typische Beispiele: MgAl2O4 ist Normalspinell; Fe3O4 (Magnetit) ist ein inverser Spinell.

Vorkommen und Bedeutung: Spinellstrukturen finden sich in vielen Erzen, in keramischen Materialien, refraktären Substanzen und in magnetischen Ferriten (Spinell-Ferrite). Charakteristische Eigenschaften umfassen hohe Härte, chemische Stabilität und vielseitige magnetische Eigenschaften, die sie für technische Anwendungen geeignet machen, zum Beispiel in keramischen Materialien, Katalysatoren oder in magnetischen Speichermedien.