異質同形 (結晶學)

化学组成类似的不同物质形成结构相同或很相近晶体的现象

異質同形(結晶學)(英語:isomorphism(crystallography))在晶體學和分子構造都有意義。 在晶體學中,如果化合物的對稱性相同且晶胞(unite cell)參數相似,則化合物是異質同形[1]

鎂橄欖石

如果分子構造具有相似的形狀,則它們也是異質同形。 例如配位化合物中的乙酰丙酮铁乙酰丙酮铝三是異質同形。根據價鍵長和價鍵角,這些化合物都具有 D3 對稱性,和非常相似的形狀。異質同形的化合物會產生固溶體[2]。 通常晶體形狀是通過使用測角儀測量晶面之間的角度來鑒定的。

實列

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Fe(acac)3 和Al(acac)3為一個固溶體系的兩個終端礦物,前者為深紅色,後者為無色,兩者的固溶體,即 Fe1−xAlx(acac)3 將根據Fe/Al 比,呈深粉色至淡粉色。

复盐(例如塔顿盐(Tutton's salt),分子通式為MI2MII(SO4)2.6H2O,其中MI 為鹼金屬,MII 為 Mg、Mn、Fe、Co、Ni、Cu 或 Zn 的二價離子,形成一系列異質同形化合物。

礬,如KAl(SO4)2.12H2O,,是另一系列的異質同形化合物,這些化合物形成三個異質同形的明礬,其外部結構相似,但內部結構略有不同。 許多尖晶石也是屬於異質同形。

為了形成異質同形晶體,兩種物質必須具有相同的化學組成(即原子的比例相同),并且其相應原子具有相同的化學性質,和相似的大小。 這就能導致分子和離子之間的力大致相似,並造成晶體具有相同的內部結構。 即使空間群相同,由於所涉及的原子大小不同,晶胞尺寸也會略有不同。

米切利希定律

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米切利希異質同形定律(Mitscherlich's law of isomorphism)是一種近似規律,説明晶體具相同數量的相似元素,往往形成異質同形[3]

Mitscherlich 定律以德國化學家 Eilhard Mitscherlich 的名字命名[4], 他在 1819 年至 1823 年間發表了該定律[5].

根據 Ferenc Szabadváry,此定律是幫助 Berzelius 確定元素原子量的線索之一[6]

參考文獻

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  1. ^ Girolami, Gregory (2015). X-Ray Crystallography. University Science Books. ISBN 978-1-891389-77-1.
  2. ^ Wells, A.F. (1984). Structural Inorganic Chemistry (5th ed.). Oxford University Press. ISBN 0-19-855370-6. pp 186–186 in 3rd. edition
  3. ^ "Mitscherlich, Eilhard". Complete Dictionary of Scientific Biography. Encyclopedia.com. 2008.
  4. ^ Schutt Hans-Werner. (1997.) Eilhard Mitscherlich: Prince of Prussian Chemistry, Chemical Heritage Foundation. ISBN 9780841233454.
  5. ^ Bernadette Bensaude-Vincent.Mitscherlich's law of isomorphism
  6. ^ Szabadváry, Ferenc; Svehla, trans., Gyula (1992). History of Analytical Chemistry. Yverdon, Switzerland: Gordon and Breach Science Publishers. p. 141. ISBN 978-2881245695. Retrieved 12 March 2020.
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