химический каталог




ИЗОМОРФИЗМ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ИЗОМОРФИЗМ (от изо... и греческого morphe - форма, вид), способность атомов, ионов или молекул замещать друг друга в кристаллич. структурах. В результате ИЗОМОРФИЗМ образуются твердые растворы замещения. В-ва, к-рым присущ ИЗОМОРФИЗМ, называют изоморфными. Изоморфные вещества могут кристаллизоваться совместно, давая смешанные кристаллы - изоморфные смеси. Эти смеси образуются лишь тогда, когда замещающие друг друга частицы (атомы, ионы, молекулы) близки по своим эффективным размерам. Согласно правилу Гольдшмидта, образование изоморфных смесей с широким диапазоном концентраций возможно при тождестве знака заряда и близкой поляризуемости замещающих друг друга атомов (или ионов), если их ионные радиусы различаются не более чем на 15%. Если два вещества дают изоморфные смеси любых концентраций (непрерывный ряд твердых растворов), ИЗОМОРФИЗМ называют совершенным. В противном случае говорят о несовершенном (ограниченном) ИЗОМОРФИЗМ Совершенный ИЗОМОРФИЗМ характерен только для изоструктурных веществ, имеющих сходное пространств. расположение атомов или ионов и поэтому сходные по внешний форме кристаллы. Для ограниченного ИЗОМОРФИЗМ условие изоструктурности необязательно. Пример совершенного ИЗОМОРФИЗМ - кристаллы квасцов KAl(SO4)2 * 12H2O, в которых ионы К+ может быть частично или полностью замещены ионами Rb+ или NH4+, а ионы Аl3+ ионами Сr3+ или Fe3+ . Пример несовершенного ИЗОМОРФИЗМ для изоструктурных веществ, образующих смешанные кристаллы в огранич. пределах, Mg2SiO4 и Ca2SiO4, для неизоструктурных - минерал сфалерит ZnS, в котором до 20% атомов Zn может быть замещены атомами Fe, причем ZnS и FeS имеют различные кристаллич. структуры. Если замещающие друг друга атомы имеют одинаковую степень окисления, такой ИЗОМОРФИЗМ называют изовалентным (например, KH2PO4-KH2AsO4), если разную - гетеровалентным. Так, при образовании смешанных кристаллов FeCO3-ScBO3 происходит замещение Fe2+ на Sc3+ и одновременно - С4+ на В3+ , в результате чего формальные валентности оказываются скомпенсированными. Гетеровалентный ИЗОМОРФИЗМ, при котором Si4+ замещается на Аl3+ и в то же время однозарядный катион (например, Na+) замещается на двухзарядный (например, Са2+ ), характерен для алюмосиликатов (например, непрерывный ряд твердых растворов NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8). Гетеровалентный ИЗОМОРФИЗМ может осуществляться как без изменения числа атомов в элементарной ячейке, так и с изменением, т.е. как с заполнением пространства кристаллич. структуры, так и с вычитанием. Пример ИЗОМОРФИЗМ с заполнением пространства - смешанные кристаллы CaF2-YF3. Структуру CaF2 можно описать как простую кубич. кладку ионов F - , где ионы Са2+ занимают половину кубич. пустот (см. Плотная упаковка). По мере растворения YF3 в CaF2 ионы Са2+ замещаются ионами Y3+ , а избыточные ионы F - внедряются в свободный кубич. пустоты. При образовании твердых растворов изоморфных органическое веществ происходит замена молекулы на молекулу, при этом основные роль играет геометрическая форма молекул. Наряду с ИЗОМОРФИЗМ, при котором замещаются атомы, ионы или молекулы, возможен "аномальный" (блочный) ИЗОМОРФИЗМ, когда замещаются цепи, слои или объемные блоки. Например, смешанослойные кристаллы встречаются среди слоистых силикатов. Изоморфные замещения имеют статистич. характер и приводят к образованию частично неупорядоченной структуры, поэтому смешанные кристаллы часто рассматривают как дефектные системы (с точечными, одномерными, двухмерными или объемными дефектами). Развивается энергетич. концепция ИЗОМОРФИЗМ, которая позволяет в сравнительно простых случаях на основе расчета энергии атомизации изоморфных смесей предсказать пределы изоморфных замещений в зависимости от температуры. ИЗОМОРФИЗМ широко распространен в природе. Б. ч. минералов представляет собой изоморфные смеси сложного переменного состава. С ИЗОМОРФИЗМ связано геохимический поведение редких и рассеянных элементов, их распространение в горных породах и рудах, где они содержатся в виде изоморфных примесей. Изоморфное замещение определяет многие полезные свойства искусств. материалов современной техники - полупроводников, ферромагнетиков, пьезо- и сегнетоэлектриков, люминофоров, лазерных материалов и др. (см., например, Гранаты синтетические). Термин "> И." предложен Э. Мичерлихом в 1819.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
купить букет невесты в москве из магнолии
Фирма Ренессанс: модульные металлические лестницы - доставка, монтаж.
кресло ch хром
КНС Нева рекомендует процессоры игровые цена - доставка по Санкт-Петербургу и онлайн кредит "не выходя из дома" во всех городах северо-запада России!

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)