同晶置換英文解釋翻譯、同晶置換的近義詞、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

置換的英語翻譯：

displacement; metathesis; permute
【計】 pernutation; substitute; substitution
【化】 metathesis; permutation
【醫】 displacement; metathesis; replacement; substitution
【經】 permutation

專業解析

同晶置換 (Isomorphous Replacement)

在晶體化學與材料科學領域，同晶置換指晶體結構中某一離子（或原子）被另一種大小、電荷相近的離子替代，且不改變原晶體結構類型的現象。其核心在于置換後晶胞參數與空間群保持不變，僅因離子半徑差異可能引起晶格常數微小變化。

核心特征與原理

結構穩定性
置換離子需滿足離子半徑相似性（通常差異＜15%）和電荷平衡條件。例如，橄榄石礦物（(Mg,Fe)₂SiO₄）中Mg²⁺（0.72Å）與Fe²⁺（0.78Å）的相互置換，因半徑相近且電荷相同，可形成連續固溶體而不破壞矽氧四面體框架。
應用領域
- 材料設計：通過調控離子置換比例優化材料性能，如熒光材料中Eu²⁺置換Sr²⁺激活發光特性。
- 結構生物學：X射線晶體學中，利用重金屬離子（如Hg²⁺）置換蛋白質中的特定原子，輔助相位測定（如多波長反常衍射法）。

術語辨析

同晶取代 (Isomorphous Substitution)：與之同義，強調離子替換的化學過程。
類質同象 (Isomorphism)：描述礦物學中同晶置換形成的系列礦物，如菱鎂礦（MgCO₃）與菱鐵礦（FeCO₃）構成的完全類質同象系列。

權威定義參考

國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）将同晶置換定義為：

"The replacement of one ion or group in a crystal lattice by another of similar size and charge, without altering the crystal structure."

參考文獻

礦物晶體化學導論. 地質出版社, 2010.

Advanced Functional Materials 28(16), 1706142 (2018).

Methods in Enzymology 276, 307-326 (1997).

IUPAC. Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), 2019.

《材料科學大辭典》. 化學工業出版社, 2017.

網絡擴展解釋

同晶置換（又稱同晶替代、同形置換、類質同象替代）是指礦物晶體形成時，結構中某一離子或原子被性質相似、大小相近的其他離子或原子部分取代，但晶體結構基本保持不變的現象。以下是其核心要點：

基本機制
晶體結構中，中心離子（如矽氧四面體中的Si⁴⁺或鋁氧八面體中的Al³⁺）可能被電價相近、離子半徑相似的離子取代。例如，Al³⁺（半徑0.05nm）取代Si⁴⁺（半徑0.041nm），或Fe²⁺、Mg²⁺取代Al³⁺等。這種置換需滿足電性相近和尺寸匹配原則。
電荷變化與結果
置換會導緻晶體電價不平衡，産生剩餘負電荷。例如，Al³⁺取代Si⁴⁺時，每個置換會産生1個負電荷，使晶體表面吸附陽離子（如K⁺、Ca²⁺），這是土壤保持養分的關鍵機制。
實際應用
- 土壤科學：黏土礦物（如水雲母、蒙脫石）通過同晶置換吸附養分離子，提升土壤肥力。
- 材料催化：Ga、Zn等同晶置換的ZSM-5分子篩，因結構優化而表現出優異的催化性能，常用于輕烴芳構化反應。
與類質同象的區别
同晶置換強調晶體結構不變，而類質同象更廣泛包含置換後結構可能的變化，但兩者常被混用。

總結來看，這一現象是礦物化學性質與物理結構動态平衡的體現，對地質、農業及工業催化等領域均有重要影響。