四氧化三铁
基本信息
- 中文名
四氧化三铁
- 英文名
ferroferric oxide
- 别称
磁性氧化铁、磁铁、吸铁石、氧化铁黑、黑氧化铁
- 化学式
Fe₃O₄2
- 分子量
231.533
物质结构
铁元素的三种氧化物：氧化亚铁（FeO）、氧化铁（Fe2O3）、四氧化三铁（Fe3O4）。
四氧化三铁是中学阶段唯一可以被磁化的铁化合物。四氧化三铁中含有Fe2+和Fe3+，X射线衍射实验表明，四氧化三铁具有反式尖晶石结构，晶体中从来不存在偏铁酸根离子FeO22-。四氧化三铁，又称磁性氧化铁、氧化铁黑、磁铁、磁石、吸铁石，天然矿物类型为磁铁矿。铁在四氧化三铁中有两种化合价，为反式尖晶石结构，即[FeⅢ]t[FeⅢFeⅡ]oO4，氧做立方最密堆积。另外，四氧化三铁还是导体，因为在磁铁矿中由于Fe2+与Fe3+在八面体位置上基本上是无序排列的，电子可在铁的两种氧化态间迅速发生转移，所以四氧化三铁固体具有优良的导电性。Fe3O4可以看成FeO·Fe2O3，这种写法较好说明了Fe3O4中含有Fe（Ⅱ）和Fe (Ⅲ)。缺点是这种类似复盐的化学式写法容易使学生误认为Fe3O4是混合物（或固溶体）。此外，这并不能表明Fe3O4的真实结构。
理化性质
物理性质
黑色的Fe3O4是铁的一种混合价态氧化物，熔点为1597℃，密度
为5.17g/cm3，不溶于水，可溶于酸溶液，在自然界中以磁铁矿的形态出现，常温时具有强的亚磁铁性与颇高的导电率。
（也有文献指出Fe3O4的熔点为1538℃，不溶于酸）
铁磁性和亚铁磁性物质在Curie温度以上发生二级相变转变为顺磁性物质。Fe3O4的Curie温度为585℃。
可将物质的磁性分为五类：
(a) 抗磁性（反磁性）：物质中全部电子在原子轨道或分子轨道上都已双双配对、自旋相反，没有永久磁矩。
(b) 顺磁性：原子或分子中有未成对电子存在，存在永久磁矩，但磁矩间无相互作用。
(c) 铁磁性：每个原子都有几个未成对电子，原子磁矩较大，且相互间有作用，使原子磁矩平行排列。
(d) 亚铁磁性（铁氧体磁性）：相邻原子磁矩部分呈现不相等的反平行排列。
(e) 反铁磁性：在Néel温度以上呈顺磁性；在低于Néel温度时，磁矩间相邻原子磁矩呈现相等的反平行排列。
Fe3O4有高的电导率，可以将Fe3O4不平常的电化学性质归因于电子在Fe2+与Fe3+之间的传递。