同晶取代英文解釋翻譯、同晶取代的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 isomorphous replacement

分詞翻譯：

同的英語翻譯：

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

晶的英語翻譯：

brilliant; crystal; glittering

取代的英語翻譯：

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

專業解析

同晶取代（Isomorphic Substitution）是材料科學與化學領域的重要概念，指晶體結構中某一元素被化學性質相似且離子半徑相近的其他元素部分或完全替代，而晶體結構保持不變的物理化學過程。這一現象常見于矽酸鹽礦物、分子篩及催化劑設計中，例如黏土礦物中的Al³⁺取代Si⁴⁺，或沸石中Zn²⁺取代Fe³⁺等。

從晶體學角度分析，同晶取代需滿足三個核心條件：

離子半徑匹配：取代離子與被取代離子的半徑差不超過15%，如Al³⁺（0.54Å）與Si⁴⁺（0.40Å）的差值在允許範圍内
電荷補償機制：通過吸附陽離子或産生晶格空位平衡電荷，如鎂橄榄石中Fe²⁺取代Mg²⁺時無需電荷補償
配位環境兼容性：取代元素需適應原有配位多面體結構，如八面體位點的Cr³⁺取代Al³⁺

該過程對材料性能産生顯著影響，包括增強沸石催化活性、調控黏土陽離子交換容量，以及改變半導體帶隙結構。國際礦物學協會（IMA）将同晶取代列為礦物分類的核心判定标準之一，相關研究可參考《美國礦物學家》期刊的晶體取代專題報告。在實際應用中，同步輻射X射線吸收光譜（XAS）和透射電子顯微鏡（TEM）是表征取代行為的關鍵技術手段。

網絡擴展解釋

同晶取代（Isomorphous Replacement）是指礦物晶體結構中，某一離子被電性相同、大小相近的其他離子部分替代，但晶體結構基本保持不變的現象。以下是詳細解釋：

1.核心特征

離子替換條件：被替換的離子與替代離子需滿足電性相同（如均為+3價）、半徑相近（如Al³⁺與Fe³⁺）。
結構穩定性：替換後晶體構型不發生顯著變化，僅局部電荷或化學性質改變。

2.常見實例

矽酸鹽礦物：如黏土礦物中的[SiO₄]四面體中心Si⁴⁺被Al³⁺取代，或Al³⁺被Mg²⁺、Fe²⁺取代。
電荷變化：低價離子替代高價離子（如Al³⁺替代Si⁴⁺）會導緻晶格産生剩餘負電荷，從而增強礦物吸附陽離子的能力。

3.實際意義

土壤肥力：黏土礦物通過同晶取代吸附K⁺、NH₄⁺等養分離子，提升土壤保肥能力。
材料性質調控：在無機材料中，通過離子替換可調整材料的電學或機械性能（如壓電效應）。

4.與相關概念區分

同晶置換：與“同晶取代”為同一概念，強調離子替換過程。
熱缺陷：由熱起伏引起的空位或間隙原子，與同晶取代的化學替換機制不同。

同晶取代是礦物學和材料科學中的重要現象，其本質是離子替換導緻電荷變化，進而影響物理化學性質。該現象在自然界（如土壤形成）和工業應用（如功能材料設計）中均具有廣泛意義。