Ізоморфізм (від з .. і грец. Morphe - форма, вид), здатність атомів, іонів або молекул заміщати один одного в кристалічних. структурах. В результаті І. утворюються тверді розчини заміщення. По-ва, к-рим притаманний І. зв. ізоморфними. Ізоморфні в-ва можуть кристалізуватися спільно, даючи змішані кристали - ізоморфні суміші. Ці суміші утворюються лише тоді, коли заміщають один одного частки (атоми, іони, молекули) близькі за своїми ефективним розмірами. Згідно з правилом Гольдшмідт, освіту ізоморфних сумішей з широким діапазоном концентрацій можливо при тотожність знака заряду і близькою поляризуемости заміщають один одного атомів (або іонів), якщо їх іонні радіуси розрізняються не більше ніж на 15%. Якщо два в-ва дають ізоморфні суміші будь-яких концентрацій (безперервний ряд твердих розчинів), І. зв. досконалим. В іншому випадку говорять про недосконалому (обмеженому) І. Досконалий І. характерний тільки для ізоструктурні в-в, що мають подібне просторів. розташування атомів або іонів і тому подібні по зовн. формі кристали. Для обмеженого І. умова ізоструктурні необов'язково. Приклад досконалого І. - кристали квасцов KAl (SO4) 2. 12H2 O, в яких брало іони К + м. Б. частково або повністю заміщені іонами Rb + або NH4 +. а іони Аl 3+ іонами Сr 3 або Fe 3+. Приклад недосконалого І. для ізоструктурні в-в, що утворюють змішані кристали в огранич. межах, Mg2 SiO4 і Ca2 SiO4. для неізоструктурних - мінерал сфалерит ZnS, в к-ром до 20% атомів Zn м. б. заміщені атомами Fe, причому ZnS і FeS мають разл. кристаллич. структури. Якщо заміщають один одного атоми мають однакову ступінь окислення, такий І. зв. ізовалентною (напр. KH2 PO4 -KH2 AsO4), якщо різну - гетеровалентності. Так, при утворенні змішаних кристалів FeCO3 -ScBO3 відбувається заміщення Fe 2+ на Sc 3+ і одночасно - З 4+ на В 3+. в результаті чого формальні валентності виявляються компенсувати. Гетеровалентний І. при к-ром Si 4+ заміщається на Аl 3+ і в той же час однозарядний катіон (напр. Na +) заміщується на двозарядний (напр. Са 2+), характерний для алюмосилікатів (напр. Безперервний ряд твердих р- рів NaAlSi3 O8 -CaAl2 Si2 O8). Гетеровалентний І. може здійснюватися як без зміни числа атомів в елементарній комірці, так і зі зміною, тобто як із заповненням простору кристалічної. структури, так і з вирахуванням. Приклад І. з заповненням простору - змішані кристали CaF2 -YF3. Структуру CaF2 можна описати як просту кубич. кладку іонів F -. де іони Са 2+ займають половину кубич. пустот (див. Щільна упаковка). У міру розчинення YF3 в CaF2 іони Са 2+ заміщаються іонами Y 3+. а надлишкові іони F - впроваджуються в своб. кубич. порожнечі. При утворенні твердих розчинів ізоморфних орг. в-в відбувається заміна молекули на молекулу, при цьому осн. роль грає геом. форма молекул. Поряд з І. при к-ром заміщаються атоми, іони або молекули, можливий "аномальний" (блоковий) І. коли заміщаються ланцюга, шари або об'ємні блоки. Напр. смешанослойние кристали зустрічаються серед шаруватих силікатів. Ізоморфні заміщення мають статистич. характер і призводять до утворення частково невпорядкованою структури, тому змішані кристали часто розглядають як дефектні системи (з точковими, одновимірними, двомірними або об'ємними дефектами). Розвивається енергетичних. концепція І. к-раю дозволяє в порівняно простих випадках на основі розрахунку енергії атомізації ізоморфних сумішей передбачити межі ізоморфних заміщень в залежності від т-ри. І. широко поширений в природі. Б. ч. Мінералів є ізоморфні суміші складного змінного складу. З І. пов'язано геохим. поведінку рідкісних і розсіяних елементів, їх поширення в гірських породах і рудах, де вони містяться у вигляді ізоморфних домішок. Ізоморфне заміщення визначає мн. корисні св-ва мистецтв. матеріалів суч. техніки - напівпровідників, ферромагнетиков, пьезо- і сегнетоелектриків, люмінофорів, лазерних матеріалів і ін. (див. напр. Гранати синтетичні). Термін «І.» запропонований Е. Мічерліхом в 1819.
===
Ісп. література для статті «ізоморфізм»: Франк-Каменецький В. А. Природа структурних домішок і включень в мінералах, Л. 1964; Макаров Е. С. Ізоморфізм атомів в кристалах, М. 1973; Урусов В. С. Енергетична кристаллохимия, М. 1975. П. М. Зоркий.
Сторінка «ізоморфізм» підготовлена за матеріалами хімічної енциклопедії.