
【電】 goldschmidt's law
elder brother
heart; mind; morals; virtue
【計】 Schmitt
law
【化】 law
【醫】 law
哥德施密特定律(Goldschmidt's Laws)是地球化學與晶體化學領域的重要基礎理論,由挪威科學家維克托·莫裡茨·哥德施密特(Victor Moritz Goldschmidt)于20世紀初期提出。該定律的核心在于解釋化學元素在礦物結晶過程中的分配規律,其内容可概括為以下三點:
離子半徑與晶體結構適配原則
元素在礦物中的置換能力取決于其離子半徑的相對大小。隻有當兩種離子的半徑差小于15%時,才可能發生類質同象替代。例如,鎂(Mg²⁺,半徑0.72 Å)與鐵(Fe²⁺,半徑0.78 Å)因半徑相近,常相互替代形成橄榄石((Mg,Fe)₂SiO₄)。
電荷平衡優先原則
元素在礦物中的分配需滿足晶體結構的電荷平衡要求。若替代離子的電荷不同,需通過其他離子的補償實現整體電中性。例如,斜長石中鈉(Na⁺)替代鈣(Ca²⁺)時,需同步發生鋁(Al³⁺)替代矽(Si⁴⁺)以維持電荷平衡。
地球化學分類體系
根據元素的地球化學行為,哥德施密特将其劃分為四類:
現代應用與拓展
該定律為理解地球圈層分異、礦床成因及行星演化提供了關鍵理論框架。當前研究通過引入熱力學參數(如分配系數$KD = frac{C{text{礦物}}}{C_{text{熔體}}}$)和量子化學計算,進一步量化了元素分配行為。國際地球化學學會(IAGC)将哥德施密特定律列為地球化學專業教材核心内容,相關擴展理論可見《地球化學與宇宙化學學報》(Geochimica et Cosmochimica Acta)的專題綜述。
參考資料
哥德施密特定律(Goldschmidt's Law)在不同領域可能有不同含義,但根據搜索結果中與材料科學相關的内容,該定律更準确的名稱應為施密特定律(Schmid's Law),主要用于描述晶體材料滑移變形的臨界條件。以下是詳細解釋:
施密特定律指出:當作用在晶體滑移系上的分切應力達到臨界值(τ₀)時,晶體開始發生滑移變形。公式表達為: $$ tau = sigma cdot cos{phi} cdot cos{lambda} $$ 其中:
若單晶材料受軸向拉力作用,施密特定律可解釋為何某些晶粒更易變形:取向因子($cos{phi} cdot cos{lambda}$)越大的滑移系,分切應力越大,越容易達到臨界值。
“哥德施密特”可能為翻譯混淆。地球化學中的Goldschmidt分類法則(按元素親和性分類)與材料學的施密特定律屬于不同領域。當前解釋基于材料力學範疇()。
如需進一步區分或補充其他領域定義,建議提供更多上下文。
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