ИЗОМОРФИЗМ

ИЗОМОРФИЗМ

       

(от греч. isos — равный, одинаковый и morphe — форма, вид), полное подобие атомно-крист. строения и внеш. огранки кристаллов у в-в с одинаковой (по соотношению компонент) хим. ф-лой и одинаковым типом хим. связи. Открыт в 1819 нем. химиком Э. Мичерлихом на примере кристаллов КН2РO4, KH2AsO4 и NH4H2PO4. И. наз. также связанное с существованием изоморфных кристаллов св-во разл. атомов, ионов и их сочетаний замещать друг друга в крист. решётке с образованием кристаллов перем. состава (твёрдых растворов замещения). Пример совершенного И.— кристаллы квасцов КАl(SO4)•12Н2O, в к-рых одновалентные ионы К могут в любом кол-ве замещаться одновалентными ионами Rb, NH4 и др., имеющими прибл. одинаковый с ионами К кристаллохим. радиус, а трёхвалентные ионы Аl — трёхвалентными ионами Fe, Cr и др. с радиусами, близкими к радиусу Аl. Различие в кристаллохим. радиусах атомов в изоморфных кристаллах не превышает 10—15%.

Кроме совершенного (полного) И. с образованием тв. р-ров при любых соотношениях компонент, возможен ограниченный (по возможным концентрациям) И.; примером такого рода могут служить соединения BaSO4 и КМnО4. Различают изовалентный И., когда замещающие друг друга атомы или группировки имеют одинаковую валентность (напр., Na+ , К+ , NH4+), и гетеровалентный, когда валентность их различна (напр., Са2+ и Y3+ ). В последнем случае важна близость размеров замещающих друг друга атомов, а различие зарядов компенсируется вакансиями.

И. наблюдается у мн. минералов и кристаллов, используется при синтезе кристаллов, когда введением малых добавок существенно меняют или создают новые св-ва. Так, введение малых изоморфных добавок, напр. Сг3+ в корунд Al2O3, Nd3+ в гранат Y3Al5O12, превращает их в активную среду для квант. генераторов; введение изоморфных примесей в ПП кристаллы изменяет тип проводимости.

Изоморфные примеси используют, напр., для изменения окраски ювелирных кристаллов.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

ИЗОМОРФИЗМ

(от греч. isos - равный и morphe - форма, вид) - полное подобие атомно-кристаллич. строения и внеш. огранки кристаллов у веществ с аналогичной хим. ф-лой и одинаковым типом хим. связи. Открыт (1819) Э. Мичерлихом (Е. Mitscherlich) на примере кристаллов КН ₂ РО ₄, KH₂AsO₄ и NH₄H₂PO₄. И. наз. также способность различных, но сходных по свойствам атомов, ионов и их сочетаний замещать друг друга в атомно-кристаллич. структуре с образованием кристаллов перем. состава (твёрдых растворов замещения). Пример совершенного (полного) И. с образованием твёрдых растворов при любых соотношениях компонент - кристаллы квасцов KAl(SO₄).12H₂O, в к-рых ионы К ⁺ могут в любом кол-ве замещаться ионами Rb⁺, (NH₄)⁺ и др., имеющими приблизительно одинаковый с ионами К+ кристаллохим. радиус, а ионы А1³⁺ - ионами Fe³⁺ , Cr³⁺ и др. с радиусами, близкими к радиусу Аl. Различие в крпсталлохим. радиусах атомов в изоморфных кристаллах не превышает 10-15%.Кроме совершенного И., возможен ограниченный (по концентрациям) И. (напр.,- И. соединений BaSO₄ и КМnO₄). Различают изовалентный И., когда замещающие друг друга атомы или группировки имеют одинаковую валентность, и гетеровалентный, когда валентность их различна (напр., Са ²⁺ и Y³⁺); в последнем случае замещающие друг друга атомы или ионы имеют близкие размеры, а различие зарядов компенсируется вакансиями. <И. наблюдается у мн. минералов и кристаллов, когда введением малых добавок существенно меняют или создают новые свойства. Так, введение малых изоморфных добавок, напр. Сr³⁺ в корунд А1₂ О ₃, Nd³⁺ в гранат Y₃A1₅O₁₂, превращает их в активную среду для квантовых генераторов; введение изоморфных примесей в ПП кристаллы изменяют тип проводимости. Изоморфные примеси используют, напр., для изменения окраски ювелирных кристаллов. <Лит. см. при ст. Кристаллохимия. Б. К. Вайнштейн.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.