Izomorfizm

Zjawisko izomorfizmu, zaobserwowane po raz pierwszy przez M i t- scherlicha w roku 1820, polega na tym, że dwie lub kilka substancji mają bardzo podobną postać krystaliczną, analogiczną strukturę i mogą tworzyć jednolite kryształy mieszane o dowolnych stosunkach ilościowych.

Dawniej mniemano, że izomorfizm ograniczony jest do substancji, różniących się jedynie zawartością jednego pierwiastka tej samej rodziny układu okresowego, np. K2HPO/, i K2HASO4 lub KC1 i KBr. Obecnie wiadomo jednak, że może on występować znacznie częściej, jeśli tylko spełnione są następujące warunki:

– 1) analogiczna postać wzoru chemicznego

– 2) zbliżone wymiary atomów lub jonów wchodzących w skład substancji.

Zazwyczaj pociąga to za sobą jednakową strukturę sieci przestrzennej substancji izomorficznych, w której atomy analogiczne mogą się wzajemnie zastępować w stosunkach dowolnych. Wartościowość i podobieństwo chemiczne składników natomiast nie są tu decydujące. Tak np. stwierdzono izomorfizm u związków tak różnorodnych, jak KMn04, KBF4, BaS04 i YPO4.

W przypadku nieco większych różnic (ponad 6 °/o) promieni jonów mogących się zastępować w sieci przestrzennej, tworzenie kryształów mieszanych zachodzić może jedynie w ograniczonym zakresie. Znane są też przypadki tzw. izodimorfizmu, gdy dwie substancje o analogicznym składzie, np. FeS04 7H2O i MgS04 -7H20 w stanie czystym tworzą kryształy należące do różnych układów (siarczan żelazawy — do jedno- skośnego, magnezowy — do rombowego). W sieci przestrzennej pierwszej z nich pewna część jonów Fe2+ może być zastąpiona przez jony Mg24′ bez zmiany struktury sieci. Podobnie i sól magnezowa może przyjąć do swej sieci rombowej pewną liczbę jonów Fe2+ na miejsce jonów Mg2_r W przypadku zbyt dużych różnic w promieniach jonowych kryształy mieszane nie powstają, pomimo że obie substancje tworzą sieć przestrzenną tego samego typu (substancje izostrukturowe, np. PbS — NaCl).