ИЗОМОРФИЗМ (в химии) это:

ИЗОМОРФИЗМ (в химии)
ИЗОМОРФИЗМ (в химии)
ИЗОМОРФИ́ЗМ, свойство химически и геометрически близких атомов, ионов и их сочетаний замещать друг друга в кристаллической решетке (см. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА), образуя кристаллы (см. КРИСТАЛЛЫ) переменного состава; т. е. изоморфизм — это изменение химического состава минерала при сохранении его кристаллической структуры.
Химически близкими считаются атомы с одинаковыми валентностями, типом связи, поляризацией, геометрически близкими – атомы с равными радиусами или объемами (с отклонением не более 5—7%). Близкие, но не тождественные по составу вещества кристаллизуются в одинаковых формах.
Существует несколько видов изоморфизма
Изовалентный изоморфизм
Замещающие друг друга атомы имеют одинаковую валентность. В качестве примера таких замещений можно привести замещение Мg+2 на Fe+2 в оливине (см. ОЛИВИН), когда существуют все промежуточные составы минерала от фаялита Mg2SiO4) до форстерита (Fe2SiO4). Примером полного анионного ряда изовалентных изоморфных замещений между двумя соединениями являются KCl и KBr.
Гетеровалентный изоморфизм
Одним из важнейших условий его появления является требование сохранения электронейтральности структуры. Это требование может быть выполнено в результате парного замещения, когда, в одном соединении один из ионов (например, Ca2+) замещается на ион с меньшей валентностью (такой как Na+) и, в то же время, другой ион (например, Al3+) замещается на ион с большей валентностью (такой как Si4+). Суммарный заряд при этом сохраняется, что можно выразить в виде равенства: Ca2+ + Al3+ = Na+ + Si4+
Примеры изоморфизма
Изоморфны, например, кристаллы дигидрофосфатов и арсенатов щелочных металлов: KH2PO4 (KDP), NH4H2PO4 (ADP), RbH2PO4, CsH2PO4, KH2AsO4, PbH2AsO4 и др. Все они при комнатной температуре кристаллизуются в одном классе с сходной внешней формой и близкими параметрами решетки, все имеют сегнето- и параэлектрические фазы. Этот изоморфный ряд интересен тем, что здесь ни замена катиона (например, K+ на NH4+), ни замена аниона (например, PO4- на AsO4-) не меняет морфологию кристалла.
Изоморфным является также ряд сегнетоэлектриков (см. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ) с общей формулой ABO3: BaTiO3, PbTiO3, KNbO3, ZrTiO3, Zr(Ti,Ni)О3 и т. п. (Составы изоморфных смесей принято отображать в их структурных формулах, отделяя изоморфные элементы, находящиеся в одной структурной позиции, запятой и заключая в круглые скобки). Эти вещества могут замещать друг друга в кристаллической решетке, образуя непрерывный ряд кристаллов переменного состава — твердые растворы (см. ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ) замещения.
Распространение и применение
В ряду изоморфных шпинелей, (см. ШПИНЕЛЬ (минерал)) меняя состав, можно создавать заданное распределение катионных подрешеток и тем самым требуемые магнитные свойства. Изоморфные кристаллы германия и кремния могут образовывать непрерывный ряд твердых растворов замещения. Оба этих вещества кристаллизуются в структуре алмаза, параметр решетки различается менее чем на 4%. Поэтому возможно образование смешанных кристаллов, в которых атомы германия или кремния располагаются в узлах алмазной решетки. Плотность, параметр решетки, твердость в изоморфном ряду смешанных кристаллов Ge —Si изменяется линейно. Но так как энергетические спектры германия и кремния различны, то ширина запрещенной зоны, удельная электропроводность, термоэлектродвижущие силы в этом ряду полупроводников изменяются не линейно. Подбором различных изоморфных составов удается варьировать области рабочих температур и электрические характеристики для этих полупроводниковых материалов.
Ограниченный изоморфизм распространен более широко среди природных минералов. Он выражается в значительных колебаниях состава многих минералов, обусловленных вхождением изоморфных ионов-примесей в данную кристаллическую структуру в определенных пределах. Примером ограниченных замещений может служить ряд сложных силикатных минералов, таких как пироксены (диопсид (см. ДИОПСИД)-жадеит (см. ЖАДЕИТ)) и щелочные полевые шпаты (санидин (см. САНИДИН)-альбит (см. АЛЬБИТ)). Весьма важным фактором, определяющим пределы вхождения изоморфных примесей, является температура. Чем выше температура, тем больше степень теплового беспорядка и тем менее строги пространственные ограничения структуры. Таким образом, кристаллы, растущие при более высоких температурах, могут демонстрировать более широкие пределы ионных замещений, чем это возможно при низких температурах. Хорошим примером может служить санидин (KAlSi3O8) — высокотемпературная разновидность калиевого полевого шпата, который может содержать значительные количества примеси Na, замещающего К, в отличие от низкотемпературного микроклина (см. МИКРОКЛИН). С понижением температуры изоморфная емкость структуры уменьшается и может происходить распад твердых растворов с выделением отдельных чистых фаз. Так образуются кристаллографически ориентированные вростки щелочных (K-Na) полевых шпатов.
Кристалл изоморфного вещества может вызвать кристаллизацию другого вещества из пересыщенного раствора или расплава. Способность изоморфных веществ к взаимному нарастанию кристаллов используется в технике выращивания кристаллов.

Энциклопедический словарь. 2009.

Смотреть что такое "ИЗОМОРФИЗМ (в химии)" в других словарях:

  • Изоморфизм (значения) — Изоморфизм (от др. греч. ἴσος  «равный, одинаковый, подобный» и μορφή  «форма»). Общее определение изоморфизма  наличие сходства у разных объектов. Более подробно смотрите в статьях: Изоморфизм в программировании Изоморфизм в… …   Википедия

  • ИЗОМОРФИЗМ — (от греч. isos – равный, однозначный и morphe – форма) понятие, выражающее тождественность, идентичность форм. В психологии идентичность (теоретическая) между гештальтами в переживании непосредственно созерцаемого и в процессах, совершающихся в… …   Философская энциклопедия

  • Изоморфизм — (от греч. isos равный, одинаковый и morphe форма) 1) (в математике) понятие, уточняющее широко распространенное понятие аналогии, модели, а именно, изоморфизм соответствие (отношение) между объектами, выражающее тождество их структуры (строения); …   Начала современного естествознания

  • ИЗОМОРФИЗМ — (от изо... и греч. morphe вид, форма) 1) И. в химии, физике, минералогии способность ионов, близких по кристаллохим. св вам, замещать друг друга с образованием соединений перем. состава, т. н. смешанных кристаллов или твёрдых р ров. Пример И.… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Изоморфизм графов — В теории графов изоморфизмом графов и называется биекция между множествами вершин графов такая, что любые две вершины и графа смежны, тогда и только тогда, когда вершины …   Википедия

  • ИЗОМОРФИЗМ — [μορφη (морфэ) форма] по Митчерлиху (1819), способность кристаллических веществ, аналогичных по хим. сост. и кристаллической форме (структуре), давать смешанные кристаллы. По Менделееву (1937), сходство форм по причине… …   Геологическая энциклопедия

  • ИЗОМОРФИЗМ — (от греч. isos равный и morphe форма), заключается в том, что различные, близкие по своей хим.природе вещества кристаллизуются в одной и той же форме и способны выделяться из растворов в однородных кристаллах, содержащих самые разнообразные… …   Большая медицинская энциклопедия

  • Изоморфизм (химич.) — Изоморфизм (от изо... и греч. morphé вид, форма), свойство веществ, аналогичных по химическому составу, кристаллизоваться в одинаковых формах. Впервые было показано немецким минералогом Э. Мичерлихом (1819) на примере KH2PO4, KH2AsO4 и NH4H2PO4.… …   Большая советская энциклопедия

  • Изоморфизм — Этим именем обыкновенно обозначают способность двух или нескольких кристаллических тел аналогичного химического состава кристаллизоваться в одинаковых или подобных кристаллических формах и образовать в неопределенных (непостоянных) количествах… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Изоморфизм — I Изоморфизм (от Изо... и греч. morphé вид, форма)         свойство веществ, аналогичных по химическому составу, кристаллизоваться в одинаковых формах. Впервые было показано немецким минералогом Э. Мичерлихом (1819) на примере KH2PO4, KH2AsO4 и… …   Большая советская энциклопедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»