Ізоморфізм та поліморфізм

Ізоморфізм (з грецької – рівний, однаковий за формою) відкритий у 1819 р. Е. Мічерліхом.

Ізоморфізм– повна подібність атомно-кристалічної будови і зовнішнього ограновування кристалів речовин з однаковою (по співвідношенню компонентів) хімічною формулою і однаковим типом хімічного зв’язку.

Ізоморфні гратки металів Al, Cu, Au, карбідів TiC, TaC, NbC та інш.

Ізоморфізм, також, це властивість різноманітних атомів, іонів та їх поєднань заміщати один одного в кристалічній гратці не порушуючи її будови, з утворенням кристалів змінного складу (твердих розчинів заміщення). При цьому властивості змінюються безперервно.

Для прояву ізоморфізму треба необхідне виконання низки умов (правило Юм-Розері):

- Заміщатись можуть тільки іони одного знаку (катіон – на – катіон, аніон – на – аніон).

- Заміщаються атоми або іони близьких розмірів. Якщо різниця в атомних радіусах не перебільшує 15 % можливий повний, довершений ізоморфізм.

- При різниці 25 – 40 % - обмежений ізоморфізм. Утворюються тверді розчини заміщення з обмеженою розчинністю.

- Різниця > 40 % - ізоморфізм не можливий.

- Заміщаються іони, близькі за ступенем іонності – ковалентності зв’язку (гетерополярності, гомеополярності).

- Ізоморфні заміщення мають відбуватись таким чином, щоб не порушувався електричний баланс гратки.

Поліморфізм (алотропія)– властивість речовин існувати в декількох станах, що розрізняються кристалічною структурою.

Відкриття цього явища датується 1822 роком. Авторство належить також Е. Мічерліху.

Кожен з кристалічних станів речовини називається поліморфною (алотропною) модифікацією, яка є стійкою в конкретних умовах зовнішнього середовища, тобто, в певних областях температура – тиск.

Багато металів, особливо перехідних, піддаються поліморфним перетворенням. Так, наприклад, чисте залізо при атмосферному тиску існує в трьох поліморфних модифікаціях:

α – Fe (ОЦК) ←910°C→ γ – Fe (ГЦК) ←1390°C→ δ – Fe (ОЦК)

Рушійна сила поліморфного перетворення – перехід структури у більш стабільну при нових умовах (Р; Т) модифікацію.

Деякі типові приклади:

- ГЦК гратка CuAu зі статистичним розташуванням Cu та Au у центрі граней, при температурах нижчих за 408°С упорядковується з утворенням шаруватої структури атомів двох сортів.

- Біле олово (β–Sn) (к.ч. = 8) з тетрагональною ОЦК граткою →13,2°С→ сіре (α–Sn) (к.ч. = 4) з кубічною граткою типу алмазу.

- Графіт – алмаз.

- β-Ті (ОЦК к.ч. = 8) → 882°С → α-ТІ (ГП к.ч. = 12).

Лекція 14 Дефекти структури кристалів. Зародження та зростання кристалів

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Типи кристалічних структур	\|	Атомні порушення структури кристалів

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.