四氧化三铁的化学式及铁的价态如何表示(四氧化三铁的铁是什么价态)

导语：四氧化三铁的化学式及铁的价态如何？

四氧化三铁是M3O4型氧化物的一种，它具有反式尖晶石体结构。因为四氧化三铁的单位晶胞中，氧离子个数：铁离子个数＝32：24，化为简单整数比为4：3。为了表明氧和铁离子的个数比，所以把它的化学式写为Fe3O4；为了表明其晶体结构和铁的价态，还有以下几种常见的书写形式：

①FeO·Fe2O3

为了表明Fe3O4中铁的不同价态的离子个数和氧离子个数比，而常写成FeO·Fe2O3。这种写法易把Fe3O4误以为是FeO与Fe2O3的分子间的化合物。从Fe3O4的晶体结构看，并没有FeO及Fe2O3这样的分子，因此它不可能是分子间化合物。

②Fe2FeO4

为表明铁的价态，有时写成Fe2FeO4或写成Fe3+Fe2+(Fe3+O4)即(FeFe)Fe3+O4。但这种写法易把Fe3O4误认为是正二价、正三价铁的铁酸盐，从Fe3O4的晶体结构看，并没有铁酸根离子(Fe3+O4)5-存在。

③Fe3+(Fe2+Fe3+O4)

因为Fe3O4是反式尖晶石结构，为B(ABO4)形化合物，故可写成Fe3+(Fe2+Fe3+O4)。它可以反映Fe3O4的晶体结构，也表明了铁的价态。

根据上述几种写法的介绍可见：Fe3O4化学式的写法是多种多样的，每种写法都有其说明的重点问题。但也有其局限性。因此，在使用时，应根据所要表明的问题而恰当地选择。

在中学化学学习中，我们认为，首先应当明确的是把四氧化三铁写成Fe3O4，这只是它的化学式而不是分子式。因为在四氧化三铁的晶体中并没有独立的Fe3O4结构单元，而Fe3O4的写法只是指明了氧、铁两种元素原子个数的简单整数比。化学式的写法虽然可以用FeO·Fe2O3，但应指明这只是为了表明四氧化三铁的化学组成，而不要把它看成是四氧化三铁的分子式，更不要认为它是分子间的化合物。

由Fe3O4的晶体结构可知，在单元晶胞内的24个铁离子,（有16个是Fe3+，8个是Fe2+）即Fe3O4中有的铁是正二价阳离子,有的铁是正三价的阳离子,总的正价是：2+3×2=8，或铁的氧化值是8。

应当指出，虽然Fe3O4是M3O4型的氧化物，它具有反式尖晶石结构；但并不是所有的M3O4型氧化物均与Fe3O4相同，不一定都是M3+M2+M3+O4型的，都是反式尖晶石结构。

关于Fe3O4为什么具有反式尖晶石结构的问题，可用晶体场理论说明，这里从略。

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