Физическая энциклопедия - 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. .