Iron(II,III) sulfide

Iron(II,III) sulfide is a blue-black (sometimes pinkish) chemical compound of iron and sulfur with formula Fe₃S₄ or FeS·Fe₂S₃, which is much similar to iron(II,III) oxide. It occurs naturally as the sulfide mineral greigite and is magnetic. It is a bio-mineral produced by and found in magnetotactic bacteria. It is a mixed valence compound, featuring both Fe²⁺ and Fe³⁺ centers, in 1:2 ratio.

Crystal structure

The crystallographic unit cell is cubic, with space group Fd3m. The S anions form a cubic close-packed lattice, and the Fe cations occupy both tetrahedral and octahedral sites.^[1]^[2]

Crystal structure of iron(II,III) sulfide projected along the [110] direction

Emphasis on the SFe₄ tetrahedra.
Emphasis on the FeS₄ tetrahedra
Emphasis on the FeS₆ octahedra

Magnetic and electronic properties

Like the related oxide magnetite (Fe₃O₄), iron(II,III) sulfide is ferrimagnetic, with the spin magnetic moments of the Fe^III centers in the tetrahedral sites oriented in the opposite direction as those in the octahedral sites, and a net magnetization. Both metal sites have high spin quantum numbers. The electronic structure of greigite is that of a half metal.^[3]^[4]

References

↑Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C., eds. (1990). "Greigite"(PDF). Handbook of Mineralogy. Vol. I (Elements, Sulfides, Sulfosalts). Chantilly, VA, US: Mineralogical Society of America. ISBN 978-0-9622097-0-3. Retrieved December 5, 2011.
↑Vaughan, D. J.; Craig, J. R. "Mineral Chemistry of Metal Sulfides" Cambridge University Press, Cambridge: 1978. ISBN 0-521-21489-0.
↑ ديفي، أنتوني؛ غراو-كريسبو _، ر.؛ دي ليو، ن . هـ. (2009). "البنية الإلكترونية والمغناطيسية لـ Fe3S4 _: دراسة باستخدام تقريب التدرج المعمم + U". مجلة Physical Review B. 79 ( 19) 195126. Bibcode : 2009PhRvB..79s5126D . doi : 10.1103/PhysRevB.79.195126 .
↑ وانغ، جون؛ كاو _، شي-هي؛ وو، وي؛ تشاو، غو-مينغ (2011). "درجة حرارة كوري وطاقة التبادل المغناطيسي في الجريجيت شبه المعدني Fe3S4 " _. فيزيكا سكريبت . 83 (4) 045702. Bibcode : 2011PhyS...83d5702W . doi : 10.1088/0031-8949/83/04/045702 .

للمزيد من القراءة

مان، ستيفن؛ سباركس، نيكولاس إتش سي؛ فرانكل ، ريتشارد بي ؛ بازيلينسكي، دينيس إيه؛ جاناش، هولجر دبليو (1990). _" التمعدن الحيوي للجريجيت المغناطيسي الحديدي (Fe3S4 ₎ والبيريت الحديدي (FeS2 ₎ في بكتيريا مغناطيسية" . مجلة نيتشر . 343 (6255): 258. Bibcode : 1990Natur.343..258M . doi : 10.1038/343258a0 . S2CID 4351424 .
روبرتس، أ . (1995). "الخواص المغناطيسية للجريجيت الرسوبي (Fe3S4 ₎_" . رسائل علوم الأرض والكواكب . 134 ( 3-4 ): 227-236 . Bibcode : 1995E & PSL.134..227R . doi : 10.1016/0012-821X(95)00131-U .
هيوود، بي آر؛ بازيلينسكي، دي إيه؛ غارات-ريد، إيه؛ مان، إس؛ فرانكل، آر بي (1990). " التخليق الحيوي المُتحكم به للجريجيت (Fe3S4 ₎ في البكتيريا المغناطيسية" _. ناتورفيسنشافتن . 77 ( 11): 536-538 . Bibcode : 1990NW.....77..536H . doi : 10.1007/BF01139266 . S2CID 28912546 .
رينولدز، آر إل؛ تاتل، إم إل؛ رايس، سي إيه؛ فيشمان، إن إس؛ كاراتشيفسكي، جيه إيه؛ شيرمان، دي إم (1994). "المغنطة والكيمياء الجيولوجية للطبقات الكريتاسية الحاملة للجريجيت، حوض المنحدر الشمالي، ألاسكا" . المجلة الأمريكية للعلوم . 294 (4): 485-528 . doi : 10.2475/ajs.294.4.485 .
سنوبول، إيان؛ طومسون، روي (1988). "وجود معدن الجريجيت في رواسب بحيرة لوموند". مجلة علوم العصر الرباعي . 3 (2): 121-125 . Bibcode : 1988JQS.....3..121S . doi : 10.1002/jqs.3390030203 .
ستانجيك، هـ.؛ فاسبيندر، ج. و. إي.؛ فالي، هـ.؛ واجيل، هـ.؛ غراف، و. (1994). "دليل على وجود غريغيت حيوي المنشأ (حديد مغناطيسي Fe3S4 ) _في_التربة ". المجلة الأوروبية لعلوم التربة . 45 (2): 97-103 . doi : 10.1111 /j.1365-2389.1994.tb00490.x
هوفمان، ف. (1992). "الجريجيت (Fe3S4 ₎_: الخصائص المغناطيسية وأولى الملاحظات على النطاقات المغناطيسية". فيزياء باطن الأرض والكواكب . 70 ( 3-4 ): 288-301 . Bibcode : 1992PEPI...70..288H . doi : 10.1016/0031-9201(92)90195-2 .
فاسبيندر، يورغ دبليو إي؛ ستانجيك، هيلج ( 1994). "الخواص المغناطيسية للجريجيت (Fe3S4) الموجود في التربة البيولوجية _"_. رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 21 (22): 2349-2352 . Bibcode : 1994GeoRL..21.2349F . doi : 10.1029/94GL02506 .

[Handbook-1] Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C., eds. (1990). "Greigite"(PDF). Handbook of Mineralogy. Vol. I (Elements, Sulfides, Sulfosalts). Chantilly, VA, US: Mineralogical Society of America. ISBN 978-0-9622097-0-3. Retrieved December 5, 2011.

[Vaughan-2] Vaughan, D. J.; Craig, J. R. "Mineral Chemistry of Metal Sulfides" Cambridge University Press, Cambridge: 1978. ISBN 0-521-21489-0.

[devey09-3] ديفي، أنتوني؛ غراو-كريسبو _، ر.؛ دي ليو، ن . هـ. (2009). "البنية الإلكترونية والمغناطيسية لـ Fe3S4 _: دراسة باستخدام تقريب التدرج المعمم + U". مجلة Physical Review B. 79 ( 19) 195126. Bibcode : 2009PhRvB..79s5126D . doi : 10.1103/PhysRevB.79.195126 .

[4] وانغ، جون؛ كاو _، شي-هي؛ وو، وي؛ تشاو، غو-مينغ (2011). "درجة حرارة كوري وطاقة التبادل المغناطيسي في الجريجيت شبه المعدني Fe3S4 " _. فيزيكا سكريبت . 83 (4) 045702. Bibcode : 2011PhyS...83d5702W . doi : 10.1088/0031-8949/83/04/045702 .

[1]

[2]

[3]

[4]