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异质同形 (结晶学)

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镁橄榄石

异质同形(结晶学)(英语:isomorphism(crystallography))在晶体学和分子构造都有意义。 在晶体学中,如果化合物的对称性相同且晶胞(unite cell)参数相似,则化合物是异质同形[1]

如果分子构造具有相似的形状,则它们也是异质同形。 例如配位化合物中的乙酰丙酮铁乙酰丙酮铝三是异质同形。根据价键长和价键角,这些化合物都具有 D3 对称性,和非常相似的形状。异质同形的化合物会产生固溶体[2]。 通常晶体形状是通过使用测角仪测量晶面之间的角度来鉴定的。

实列

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Fe(acac)3 和Al(acac)3为一个固溶体系的两个终端矿物,前者为深红色,后者为无色,两者的固溶体,即 Fe1−xAlx(acac)3 将根据Fe/Al 比,呈深粉色至淡粉色。

复盐(例如塔顿盐(Tutton's salt),分子通式为MI2MII(SO4)2.6H2O,其中MI 为碱金属,MII 为 Mg、Mn、Fe、Co、Ni、Cu 或 Zn 的二价离子,形成一系列异质同形化合物。

矾,如KAl(SO4)2.12H2O,,是另一系列的异质同形化合物,这些化合物形成三个异质同形的明矾,其外部结构相似,但内部结构略有不同。 许多尖晶石也是属于异质同形。

为了形成异质同形晶体,两种物质必须具有相同的化学组成(即原子的比例相同),并且其相应原子具有相同的化学性质,和相似的大小。 这就能导致分子和离子之间的力大致相似,并造成晶体具有相同的内部结构。 即使空间群相同,由于所涉及的原子大小不同,晶胞尺寸也会略有不同。

米切利希定律

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米切利希异质同形定律(Mitscherlich's law of isomorphism)是一种近似规律,说明晶体具相同数量的相似元素,往往形成异质同形[3]

Mitscherlich 定律以德国化学家 Eilhard Mitscherlich 的名字命名[4], 他在 1819 年至 1823 年间发表了该定律[5].

根据 Ferenc Szabadváry,此定律是帮助 Berzelius 确定元素原子量的线索之一[6]

参考文献

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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.