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 смеси, не нарушая однородности кристаллов [Первым, выразившим определенно понятие об И., был Митчерлих (1819), который это явление наблюдал и подробно изучил на искусственных продуктах — солях ортофосфорной кислоты. В области минералогии на И. Обратил внимание Г. Розе.]. Сходство между изоморфными телами выражается не только в общем виде, не только в величине углов, но захватывает и внутреннее строение кристаллов, выражающееся в направлениях и характере спайности, в теплопроводности и расширении при нагревании, показателе преломления, положении плоскости осей и т.
Д. "А так как кристаллические формы подлежат точному измерению, то внешняя форма или отношение частиц, вызывающее их сложение в кристаллические формы, оказывается столь же пригодным для суждения о внутренних силах, действующих между атомами, как и сравнение реакций, плотностей пара и т. П. Отношений" (Менделеев). В этом заключается громадное значение понятия об И. Как для химии, так в особенности для минералогии. Случаи И. Известны для кристаллов, принадлежащих всем кристаллическим системам. В правильной системе, напр., изоморфную группу образуют шпинели (шпинель, автомолит. Магнетит, хромит), которые кристаллизуются главным образом в октаэдрах, образуют двойники по одному и тому же закону, составлены в химическом отношении аналогично, и образуют смеси.
Типичным образцом изоморфных тел могут служить известковый шпат, доломит, магнезит, железный шпат, марганцовый шпат и цинковый шпат, представляющие углекислые соли Са, Mg, Mn, Fe и Zn. Все они кристаллизуются в ромбоэдрическом отделении гексагональной системы, у всех у них близкие углы ромбоэдра и близкое отношение осей.------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Угол ромбоэдра | Отношение осей ||----------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Известковый шпат (СаСО3) | 74°55' | 1:0,854 ||----------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Доломит (Ma, Ca) СО3 | 73°45' | 1:0,832 ||----------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Магнезит (MgCO3) | 72°40' | 1:0,809 ||----------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Цинковый шпат (ZnCO3) | 72°20' | 1:0,806 ||----------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Железный шпат (FeCO3) | 73°0' | 1:0,818 ||----------------------------------------------------------------------------------------------------------|| Марганцовый шпат (MnCO3) | 73°9' | 1:0,818 |------------------------------------------------------------------------------------------------------------ В то время, как с кристаллографической и физической стороны И.
Не вызывает никаких недоразумений и трудностей, химическая сторона этого явления в сущности до настоящего времени остается неясной. Первые наблюдавшиеся случаи действительно представляли большую аналогию в химическом составе. Но мало-помалу накоплялись и накопляются факты, показывающие, что наши представления об аналогии в составе должны быть значительно расширены и изменены. Доказано, что натровая селитра NaNO3 представляет полный изоморфизм с известковым шпатом, хотя здесь подобие в химическом составе уже меньшее, нежели, напр., между известковым шпатом и доломитом, магнезитом и др. Отсюда аналогию состава нужно расширить до одинакового числа атомов в частице. Но это представление не обнимает собою всех случаев изоморфизма.
Напр., минералы анортит и альбит в физическом отношении являются настоящими изоморфами, а химический состав их далеко не аналогичен, — у первого CaAl2Si2О8, а у второго Na2Al2Si6O16. В этом случае допускают, что И. Может проявиться и тогда, когда сходство между телами выражается в одинаковом числе атомностей (единиц сродства). Если, удвоив формулу анортита Са2(Al2)2Si4О16, написать ее таким образом — CaCaAl2Al2Si4О16 и сравнить с формулой альбита Na2Al2Si2Si4O16, то сходство обнаруживается допущением, что группа CaAl2 в анортите равнозначна Si2 в альбите, — в той и другой имеется восемь единиц сродства. Наконец, бывают случаи, когда сходство в составе обнаруживается только при допущении существования радикалов, которые действуют только своими свободными единицами сродства, таким образом, например соединение Al2SiO5 может быть изоморфно с MgSiO3, причем роль одноатомного (одноэквивалентного) элемента играет радикал Существуют еще более труднообъяснимые, с точки зрения аналогии в химическом составе, случаи изоморфизма, наблюдаемого у бромистого бария BaBr22Н2О и KClO4, KMnO4, CaSO4, ВаС2Н2О4, в которых подобие состава для нас совершенно скрыто.
"Из этих примеров видно, что условия, определяющие данную форму, могут повторяться не только при изоморфной замене, т. Е. При равном числе атомов в частице, но и при неодинаковом их количестве, когда есть особые, еще необобщенные отношения в составе" (Менделеев). Таким образом, очевидными признаками И. Двух каких-либо тел служит подобие кристаллической формы в связи с внутренним строением и способность совместной кристаллизации в неопределенных количественных отношениях. Последнее свойство можно обнаружить, кристаллизуя смешанные растворы ихоморфных тел, напр., смесь в самых разнообразных пропорциях калиевых и аммиачных квасцов, цинкового и марганцевого купоросов и др. Оно наблюдается весма часто и в природе.
Доломит представляет подобные же отношения углекислой магнезии и извести. Олигоклаз, лабрадор и др. Состоят из смеси в переменных количествах альбита и анорита и пр. Нередко кристаллы какого-нибудь вещества, помещенные в растворе другого изоморфного с ними вещества, продолжают расти столь же правильно, как и в своем собственном. Таким образом возникают, так сказать, слоистые кристаллы, весьма часто наблюдаемые и среди минералов. Подобного рода явления можно видеть, напр., на различно окрашенных гранатах. Кристаллографические и физические свойства смешанных кристаллов являются промежуточными. Напр., в изоморфном ряде полевых шпатов двугранный угол призм изменяется правильно в зависимости от преобладания той или другой составной части кристалла:----------------------------------------------| у альбита он | 120°47' ||--------------------------------------------|| у анортита он | 120°30' ||--------------------------------------------|| у олигоклаза он | 120°42' ||--------------------------------------------|| у лабрадора он | 120°37' |---------------------------------------------- Подобная же зависимость от количества участвующих в образовании смешанных кристаллов наблюдается в показателе преломления, положении плоскости оптических осей, удельном весе и пр.
Если И. Связан и диморфизмом (см. Полиморфизм), то такое явление называют изодиморфизмом. Напр., окись сурьмы и мышьяка (Sb2O3 и As2O3) кристаллизуются в правильной и ромбической системах, при чем ромбич. Сист. Sb2O3 (минерал валентинин) изоморфен с таковым же As2O3 (клаудетит). Правильной — Sb2O3 (сенармонтит) изоморфен с As2O3 (арсенит). Ср. Mitscherlich, "Abhandlungen d. Berliner Akad." (Dec., 1819). G. Rose, "Zeitscrift d. Deut. Geolog. Geselsch." (т. 16 и 20). "Berichte d. Deut. Chem. Ges." (1871). Kopp, "Annalen d. Chem. U. Pharm." (Bd. 36 и "Pogg. Ann." Bd. 52). Tschermak, "Sitzber. D. Wiener Akad." (Bd. 45 и 50). "Miner. Petrogr. Mittheil." (Bd. 4). Groth, "Pogg. Ann." (Bd. 141). Brezina, "Miner. Petrogr. Mith." (1875). Общие положения об И. Можно найти. Во многих руководствах по химии и минералогии.
"Основы химии", Менделеева (1889). "Lehrbuch d. Mineralogie", Tscherman. "Allgemeine chemiche Mineralogie", Doelter 91890). "Einleitung in die Chemiche Krystallographie", Fock (1888). Grot, "Physikal. Krystallographie". П. З..
Дополнительный поиск Изоморфизм
На нашем сайте Вы найдете значение "Изоморфизм" в словаре Энциклопедия Брокгауза и Ефрона, подробное описание, примеры использования, словосочетания с выражением Изоморфизм, различные варианты толкований, скрытый смысл.
Первая буква "И". Общая длина 10 символа