Izomorfizm (chemia) – Wikipedia

W chemii stałej, izomorfizm lub izomorfotropia jest wykładowością różnych związków do krystalizacji o siatkach o tej samej symetrii i których parametry są bliskie, co pozwala im tworzyć mieszane kryształy.

Prawo izomorfizmu zostało odkryte przez Eilharda Mitscherlicha w 1819 r.

W 1818 r. Mitscherlich przybył do Berlina i pracował w laboratorium H.F. Link, dla którego przeprowadził analizy na temat fosforanów i fosforanów, arséniates i zapalenia arsenu, które pozwalają mu potwierdzić poglądy J.J. Berzeliusa. Zauważa również, że związki te krystalizują w tych samych formach.

Pracując nad węglanami i kalcytu, zauważa, że ​​zakątki kryształów kalcytu różnią się w zależności od temperatury i nie zmieniają się w ten sam sposób we wszystkich kierunkach.

Wreszcie, jego badania w 1826 r. Na dwóch krystalicznych formach siarki doprowadziły go do analogicznego zauważenia, że ​​kalcyt i aragonit mają tę samą formułę chemiczną, a nie tę samą krystaliczną postać, a zatem, że ma ono polimorfizm: to jest Nazwa nadaje tę własność niektórych kryształów.

Następnie pokazuje izomorfizm soli kwasu selenicznego z siarczanami w 1827 r., A kilka lat później wykonał taką samą demonstrację manganatów i siarczanów, tak samo dla nadmanganianów i nadchloranów.

W 1844 r. Opublikował artykuł dotyczący faktu, że kryształy kwasu tartarowego i kwasu racemicznego są izomorficzne (ten sam kształt), ale kwas tucki jest optycznie aktywny, podczas gdy kwas racemiczny nie.

Izomorfizm jest podzielony na cztery gatunki:

• Izomorfizm pierwszych gatunków: dwa związki mają bardzo bliski wzór chemiczny, tę samą liczbę atomów i tę samą wartościowość między odpowiednimi atomami. Przykład oliwinu: Mg ₂ To nie jest _{4 – Fe2SiO4, la célèbre série forstérite – fayalite. On parle de vicariance lorsque les ions se remplacent partiellement (miscibilité incomplète) ;}
• Izomorfizm drugiego gatunku: jony mają bliski promień jonów, ale wartościowość, która różni się od jednostki. Neutralność elektryczna uzyskuje się przez sprzężone zamienniki. Przykład: naalsi albite ₃ O _{8 – anorthite CaAl2Si2O8 ;}
• Izomorfizm trzeciego gatunku: Zmienność obciążenia pozycji atomowej po wymianie jednego jonu przez drugie jest zrównoważona przez drugie zamienne mobilizujące jony przeciwległe (sprzężone kation zastępczy – anion). Ten rodzaj izomorfizmu jest rzadki wśród naturalnych związków. Przykład: Sellaïte MGF ₂ – Rutyle ₂ ;
• Izomorfizm śródmiąższowy: Ion sprzężony z zastępcą – szczelina. Przykład: SiO tridymit ₂ = Xsisio ₄ , – Néphéline Naalsio ₄ (X = Gap).

Związki, które mają ten sam rodzaj struktury krystalicznej, ale nie podają mieszanych kryształów Izotypiki .

Najczęstsze substytucje to:

• I ⁴⁺ Par ³⁺ w pozycji czworościennej, ale promień Al ³⁺ Pozwala mu również zajmować oktaedryczne miejsca;
• I ⁴⁺ można również zastąpić Fe ³⁺ , Z ⁴⁺ ;
• Mg ²⁺ , Fe ²⁺ i Mn ²⁺ może zastąpić;
• Zmiana ²⁺ i na ⁺ może zastąpić;
• K ⁺ może zastąpić NA ⁺ (szczególnie w wysokiej temperaturze), SR ²⁺ , RB ⁺ .

Definicja mineralogiczna jest taka sama jak chemia solidna. Mówi się, że dwa ciała mineralne są izomorficzne, jeśli mają podobną strukturę krystaliczną o pozycjach quasi-równoważnych, a mianowicie, czy mają one tę samą krystaliczną siatkę i jony składowe o podobnych rozmiarach jonów lub w tym samym stosunku wielkości. Więc halit (klejnot lub sól nacl _{Silny kryształ} ), La Syllvine KCl _{Silny kryształ} , Le perlicile MGO _{Silny kryształ} i PBS Galena _{Silny kryształ} są izomorficzne. Teoretycznie możliwe są roztwory stałe, stabilne i pośrednie związki między tymi różnymi ciałami mineralnymi.

W przypadku minerałów a Izomorf zastępujący może dotyczyć wymiany jednego kationu drugim obciążeniem. To modyfikuje rozmiar i ogólne obciążenie elektryczne. W kompensacji kationów kompensacyjnych to naprawiają.

Na przykład tetrahedron złożony z SI ⁴⁺ w centrum i o ²⁻ Z czterech szczytów ma globalny obciążenie -4 To jest i pomiar 0,42 Do . Jeśli zastąpimy, jeśli ⁴⁺ Par ³⁺ , ogólne obciążenie wynosi -5 To jest I mierzy 0,51 Do ( 0,64 Do z Fe ³⁺ ). Ma to wpływ na modyfikację właściwości końcowego kryształu.

Zasady Goldschmidt