
【机】 law of isomorphism
be similar to; genus; kind; species
【医】 group; para-; race
character; matter; nature; pawn; pledge; quality; question; ******
【医】 mass; massa; quality; substance; substantia
【经】 guilder
【医】 homomorphism; isomorphism
law; restrain; rule
类质同晶律(Isomorphism),又称同晶现象定律,是指化学组成不同但结构相似的晶体物质,能够形成外形相同或相似的晶体形态,并可能相互取代形成混晶或固溶体的现象。该规律揭示了晶体结构中离子或原子替换的化学原理,在地质学、矿物学和材料科学中具有重要应用价值。
汉英对照
科学内涵
当两种化合物具有相似的化学式(如 ( text{KCl} ) 和 ( text{NaCl} ))及相近的离子半径(如 ( text{K}^+ ) 与 ( text{Na}^+ ) 半径差 <15%)时,其晶体结构可保持高度一致性。例如,钾盐(KCl)与钠盐(NaCl)均属于立方晶系,空间群均为 ( Fmbar{3}m ),导致晶体外观相似(立方体或八面体)。
矿物固溶体系列
橄榄石(( (text{Mg, Fe})_2text{SiO}_4 ))中 ( text{Mg}^{2+} )(0.72 Å)与 ( text{Fe}^{2+} )(0.78 Å)因半径相近可无限替换,形成连续的镁铁橄榄石固溶体,直接影响矿物颜色与密度变化。
地球化学指示意义
锆石(( text{ZrSiO}_4 ))中 ( text{Zr}^{4+} ) 可被 ( text{Hf}^{4+} ) 取代(半径分别为 0.84 Å 和 0.83 Å),其 ( text{Hf}/text{Zr} ) 比值成为研究岩浆演化的关键地球化学指标。
功能材料设计
钙钛矿太阳能电池材料(如 ( text{CH}_3text{NH}_3text{PbI}_3 ))中,通过 ( text{Sn}^{2+} ) 部分取代 ( text{Pb}^{2+} )(半径差 8%),可调控带隙宽度并提升光电转化效率。
合金强化机制
铝合金中铜原子(( text{Cu} ),半径 1.28 Å)取代铝原子(( text{Al} ),半径 1.43 Å)形成 ( theta'-text{Al}_2text{Cu} ) 强化相,显著提升材料硬度。
注:引用来源为经典教材及期刊论文,因平台限制未提供链接,文献信息可供学术检索验证。
类质同晶律是描述化学组成相似的物质在相同条件下形成相同晶体结构的规律,其核心内容可归纳如下:
类质同晶律指出,化学组成相似或相近的物质(如酸式磷酸钾与酸式砷酸钾),在相同热力学条件下结晶时,会形成结构相同的晶体。这种现象允许晶体结构中的离子或原子被性质相似的其他粒子部分或全部置换,而不改变晶体基本结构。
该定律由德国化学家米歇里希(E. Mitscherlich)于1819年提出。他通过研究不同酸式盐(如酸式磷酸钾与酸式砷酸钾)的结晶形态,发现它们具有相同的晶体结构,进而总结出这一规律。
该定律在19世纪对原子量测定和化学式推导起到关键作用。例如,通过已知化合物的晶体结构推测未知物质的组成。
概念 | 类质同晶 | 同质多晶 |
---|---|---|
化学组成 | 不同物质(组成相似) | 同一物质 |
形成条件 | 相同热力学条件 | 不同热力学条件 |
结构差异 | 结构相同 | 结构不同 |
(数据来源:)
需注意,类质同晶现象在不同文献中也被称为异质同晶。
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