同晶取代英文解释翻译、同晶取代的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 isomorphous replacement

分词翻译：

同的英语翻译：

alike; be the same as; in common; same; together
【医】 con-; homo-

晶的英语翻译：

brilliant; crystal; glittering

取代的英语翻译：

replace; substitute; permute; supersede; supersession; substituent; superlant
【化】 permutation; substitution
【医】 substitution

专业解析

同晶取代（Isomorphic Substitution）是材料科学与化学领域的重要概念，指晶体结构中某一元素被化学性质相似且离子半径相近的其他元素部分或完全替代，而晶体结构保持不变的物理化学过程。这一现象常见于硅酸盐矿物、分子筛及催化剂设计中，例如黏土矿物中的Al³⁺取代Si⁴⁺，或沸石中Zn²⁺取代Fe³⁺等。

从晶体学角度分析，同晶取代需满足三个核心条件：

离子半径匹配：取代离子与被取代离子的半径差不超过15%，如Al³⁺（0.54Å）与Si⁴⁺（0.40Å）的差值在允许范围内
电荷补偿机制：通过吸附阳离子或产生晶格空位平衡电荷，如镁橄榄石中Fe²⁺取代Mg²⁺时无需电荷补偿
配位环境兼容性：取代元素需适应原有配位多面体结构，如八面体位点的Cr³⁺取代Al³⁺

该过程对材料性能产生显著影响，包括增强沸石催化活性、调控黏土阳离子交换容量，以及改变半导体带隙结构。国际矿物学协会（IMA）将同晶取代列为矿物分类的核心判定标准之一，相关研究可参考《美国矿物学家》期刊的晶体取代专题报告。在实际应用中，同步辐射X射线吸收光谱（XAS）和透射电子显微镜（TEM）是表征取代行为的关键技术手段。

网络扩展解释

同晶取代（Isomorphous Replacement）是指矿物晶体结构中，某一离子被电性相同、大小相近的其他离子部分替代，但晶体结构基本保持不变的现象。以下是详细解释：

1.核心特征

离子替换条件：被替换的离子与替代离子需满足电性相同（如均为+3价）、半径相近（如Al³⁺与Fe³⁺）。
结构稳定性：替换后晶体构型不发生显著变化，仅局部电荷或化学性质改变。

2.常见实例

硅酸盐矿物：如黏土矿物中的[SiO₄]四面体中心Si⁴⁺被Al³⁺取代，或Al³⁺被Mg²⁺、Fe²⁺取代。
电荷变化：低价离子替代高价离子（如Al³⁺替代Si⁴⁺）会导致晶格产生剩余负电荷，从而增强矿物吸附阳离子的能力。

3.实际意义

土壤肥力：黏土矿物通过同晶取代吸附K⁺、NH₄⁺等养分离子，提升土壤保肥能力。
材料性质调控：在无机材料中，通过离子替换可调整材料的电学或机械性能（如压电效应）。

4.与相关概念区分

同晶置换：与“同晶取代”为同一概念，强调离子替换过程。
热缺陷：由热起伏引起的空位或间隙原子，与同晶取代的化学替换机制不同。

同晶取代是矿物学和材料科学中的重要现象，其本质是离子替换导致电荷变化，进而影响物理化学性质。该现象在自然界（如土壤形成）和工业应用（如功能材料设计）中均具有广泛意义。