Железо

Cтруктурный тип α – железа
МИНЕРАЛ ФЕРРИТ
Полиморфизм : Для железа характерен полиморфизм, оно имеет четыре
кристаллические модификации:
•
•
•
•
до 917 °C существует α-Fe (феррит) с объёмоцентрированной
кубической решёткой
в температурном
интервале 769—917 °C
существует β-Fe,
который отличается от
α-Fe только
параметрами
кристаллической
решётки и магнитными
свойствами
в температурном
интервале 917—1394 °C существует γ-Fe (аустенит) с
гранецентрированной кубической решёткой
выше 1394 °C устойчив δ-Fe с объёмоцентрированной кубической
решёткой
α-Fe вплоть до 769°C (точка Кюри) ферромагнитно. Опишем его, как самое
распространенное.
Химический состав и изоморфизм. Согласно имеющимся данным химических
анализов, теллурическое железо является почти чистым железом с незначительными
примесями: Ni — до 0,6, иногда до 2 %, редко больше; Со
— до 0,3 %; Сu—
до 0,4 %; Pt — до 0,1 %. Для
метеоритного железа характерны заметные примеси Ni, в
камасите около 7 %, а в тэните γ-(Fe,Ni), кристаллизующемся в структурном типе Си и потому
выделяющемся в отдельный минеральный вид, — от 24
до 48 %.
Кристаллическая структура. В кристаллической
структуре a-Fe — одной из модификаций железа,
устойчивой ниже 768° С, — легко выделить кубическую
объемноцентрированную элементарную ячейку Браве. Расположение
атомов Fe и их координационное число, равное 8,
отвергают плотнейшую упаковку в структуре данного
соединения (хотя коэффициент заполнения пространства в данном случае
достаточно высок — 0,68). Присутствие координатных и диагональных зеркальных
плоскостей симметрии, а также осей 2-го порядка указывает на кубическую
симморфную пространственную группу 1тЗт, в которой наиболее симметричные
позиции ( тЗт) заняты атомами Fe:
Категория,
сингония,
класс
симметрии:
высшая,
кубическая,
гексаоктаэдрический.
-1-
Число формульных единиц: 2
Параметры элементарной ячейки: a = 2,8607, V= 23.55 ų
Форма выделения. В кристаллах, и притом очень
мелких, встречается крайне редко. Обычно наблюдается в
виде мельчайших неправильной формы зерен, реже
образует более крупные скопления (на фото справа)
Цвет железа стально-серый, в полированных шлифах
металлически-белый. Черта блестящая стально-серая.
Блеск в свежем изломе типичный металлический.
Твердость 4-5. Обладает ковкостью. Спайность
наблюдается по {100}.
Уд. вес 7-7,8. Прочие свойства. Обладает резко выраженной магнитностью
(тэнит, наоборот, лишь слабо магнитен).
Диагностические
признаки.
От
самородной
платины
отличается
растворимостью в HNO3, меньшим удельным весом, сильной магнитностью и
легкой окисляемостью на воздухе. Бедные никелем разности из раствора медного
купороса высаживают на поверхности металлическую медь. Метеоритное железо на
полированных поверхностях после травления
обычно обнаруживает решетчатое строение
(видманштетовы фигуры), чего никогда не
наблюдается в теллурическом железе.
Происхождение и месторождения. Редкие
находки теллурического самородного железа
приурочены к основным и ультраосновным изверженным породам. Более крупные выделения были
встречены в базальтах в Овифаке (на о. Диско, у
западного берега Гренландии) и вблизи г. Касселя
(Германия). В обоих пунктах с ним
ассоциируют троилит (FeS) и когенит (Fe3C —
карбид железа).
В России теллурическое железо известно в
диабазах (метадолеритах) Хунгтукунского массива
и горы Озерной на севере Центральной Сибири (на
фото). В микроскопических зернах оно не раз устанавливалось в измененных
(серпентинизированных) ультраосновных породах также в парагенезисе с
пирротином, иногда с магнетитом, за счет которых оно и возникает при
восстановительных реакциях.
Имеются указания также на образование его экзогенным путем в виде вкраплений
в кремнистых сланцах (о. Калимантан), в продуктах каменноугольных пожаров, в
«болотных рудах» и в торфяниках.
Практического значения все эти находки не имеют.
Объемноцентрированные ячейки реализованы в структурах многих
металлов: α – Fe, Cr,V,Mo,W, Nb,Ti, Zr, Ba, щелочных металлов и в большом
числе сплавов.
Дополнительно: Железо тугоплавко, относится к металлам средней
активности. Температура плавления железа 1539 °C. Температура кипения около
3200 °C.
-2-