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.
Значения в других словарях
- 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... Физический энциклопедический словарь
- изоморфизм — -а, м. хим. Способность веществ, однотипных по химическому составу и сходных по кристаллической форме, выделяться из раствора в виде кристаллов смешанного состава. [От греч. ’ίσος — равный и μορφή — форма] Малый академический словарь
- Изоморфизм — Соответствие (отношение) между объектами или системами объектов, выражающее в некотором смысле тождество их строения. И. в произвольной категории есть обратимый морфизм, т. Математическая энциклопедия
- ИЗОМОРФИЗМ — ИЗОМОРФИЗМ (ИЗОМОРФИЯ) (от греч. tsos — равный и morphe — форма) — англ. isomorphism; нем. Isomorphismus. Тождественность структур объектов (моделей, систем), характеризующихся симметричным отношением типа равенства, когда каждому элементу (отношению... Социологический словарь
- изоморфизм — Изо/морф/и́зм/. Морфемно-орфографический словарь
- Изоморфизм — I Изоморфи́зм (от Изо... и греч. morphé — вид, форма) свойство веществ, аналогичных по химическому составу, кристаллизоваться в одинаковых формах. Впервые было показано немецким минералогом Э. Мичерлихом (1819) на примере KH2PO4, KH2AsO4 и NH4H2PO4. Большая советская энциклопедия
- изоморфизм — орф. изоморфизм, -а Орфографический словарь Лопатина
- изоморфизм — 1. Сходные черты в нескольких языках. 2. Взаимно однозначное соответствие. 3. Соответствие между структурами объектов. Две системы считаются изоморфными друг другу, если каждому элементу одной системы соответствует один элемент другой системы... Толковый переводоведческий словарь
- изоморфизм — Соответствие между объектами или системами объектов, выражающее тождество их строения. Словарь лингвистических терминов Жеребило
- изоморфизм — ИЗОМОРФИЗМ (от изо... и греч. morphe — форма, вид) способность атомов, ионов или молекул замещать друг друга в кристаллич. структурах. В результате И. образуются твердые растворы замещения. Вещества, которым присущ И., наз. изоморфными. Химическая энциклопедия
- изоморфизм — ИЗОМОРФИЗМ а, м. isomorphisme m. < isos + morphe вид, форма. спец. Способность двух или нескольких веществ сходного химического состава кристаллизоваться в одинаковые формы. Обладать изоморфизмом. БАС-1. Изоморфный ая, ое. Словарь галлицизмов русского языка
- изоморфизм — ИЗОМОРФИЗМ — подобие органов двух разных видов растений. Ботаника. Словарь терминов
- ИЗОМОРФИЗМ — ИЗОМОРФИЗМ, в КРИСТАЛЛОГРАФИИ — сходство структур кристаллов у различающихся между собой химических соединений. В биологии — подобие формы, наблюдаемое у представителей групп, не связанных между собой, причиной которой является КОНВЕРГЕНЦИЯ. Научно-технический словарь
- изоморфизм — ИЗОМОРФИЗМ -а; м. [от греч. isos — равный и morphē — форма] 1. Хим. Свойство веществ, аналогичных по химическому составу, кристаллизоваться в одинаковых формах. Обладать изоморфизмом. 2. Лингв. Толковый словарь Кузнецова
- изоморфизм — ИЗОМОРФИЗМ, а, м. (спец.). 1. Сходство свойств элементов или их совокупностей, определяющее их способность замещать друг друга в каких-н. соединениях; соответствие объектов, тождественных по своей структуре. Толковый словарь Ожегова
- изоморфизм — Изоморфизма, мн. нет, м. [от греч. isos – равный и morph – форма] (мин.). Способность двух или нескольких веществ сходного химического состава кристаллизоваться в одинаковые формы. Большой словарь иностранных слов
- изоморфизм — ИЗОМОРФ’ИЗМ, изоморфизма, мн. нет, ·муж. (от ·греч. isos — равный и morph — форма) (минер.). Способность двух или нескольких веществ сходного химического состава кристаллизоваться в одинаковые формы. Толковый словарь Ушакова
- изоморфизм — изоморфизм I м. 1. Параллелизм в организации звуковой и смысловой сторон языка (в лингвистике). 2. Наличие принципиального, но не детального сходства в строении разных языковых уровней. II м. Свойство веществ сходного химического состава образовывать кристаллы одинаковой формы. Толковый словарь Ефремовой
- ИЗОМОРФИЗМ — ИЗОМОРФИЗМ — свойство различных, но родственных по химическому составу веществ кристаллизоваться в одинаковых структурах при одном типе химической связи. Большой энциклопедический словарь