Изоморфизм ряды ионов

При этом следует подчеркнуть принципиальную разницу между изоморфизмом и ионным обменом. Наличие изоморфизма атомов в кристаллической структуре минерала — необходимое, но недостаточное условие для проявления ионообменных свойств. Действительно, целый ряд изоморфных замещений не может быть реализован путем ионного обмена на основе уже готовой кристаллической структуры минерала и осуществляется только в результате синтеза или рекристаллизации, тогда как ионнообменные замещения приводят, как правило, к образованию соединения, изоморфного с исходным минералом. Кроме того, характер изоморфных замещений при заданных физико-химических условиях определяется кристаллической структурой минералов, а ионный обмен есть свойство, возникающее только в гетерогенных системах типа кристаллическая фаза — жидкость. [c.102]

В твердых растворах замещения частицы (атомы или ионы) одного компонента замещают в узлах кристаллической решетки частицы другого компонента (изоморфизм ). В твердых растворах замещения тип решетки и число атомов сохраняются, но изменяются ее объем и плотность. Для образования твердых растворов замещения необходимо выполнение ряда условий. Например, для соединений [c.190]

При соосаждении большое значение имеет взаимодействие ионов в растворе с поверхностью уже образовавшегося осадка и ряд других процессов, не учитываемых правилом ПР. Основными причинами соосаждения бывают адсорбция, окклюзия, изоморфизм и некоторые другие. [c.95]

В действительности перекристаллизация протекает гораздо сложнее, так как ей может сопутствовать ряд процессов, значительно снижающих эффективность очистки при кристаллизации. Так, ионы или молекулы примесей могут быть механически захвачены образующимися кристаллами основного вещества (окклюзия, инклюзия). Неизбежна также большая или меньшая адсорбция иоиов примесей аа поверхности кристаллов, хотя при образовании крупных кристаллов, имеющих набольшую удельную поверхность, роль адсорбции невелика. Образование твердых растворов (изоморфизм) может иметь место в том случае, когда ионы основной соли и ионы примеси отличаются по размерам не более чем на 10—15% и оба вещества кристаллизуются в одинаковой системе. Тогда часть иоиов основной соли в процессе, роста кристаллов может быть замещена ионами примеси. Может происходить также захват посторонних ионов любого размера, связанный с нарастанием кристалла вокруг адсорбированных ионов. Такие ионы, поскольку они не входят в твердый раствор, представляют собой дефекты кристаллической решетки. [c.11]

Для последних А. Е. Ферсманом было предложено правило диагональных рядов в периодической системе химических элементов. Оно связано с тем, что размер ионов у соседних элементов сильнее отличается по горизонтали и по вертикали, чем по диагонали. Ниже представлена часть менделеевской таблицы с наиболее важными для силикатов элементами, в которой указаны диагональные ряды, характерные для гетеровалентного изоморфизма в силикатах (по В. С. Соболеву) [c.346]

Первым условием является чисто геометрический фактор, заключающийся в том, что для образования твердых растворов замещения необходимо, чтобы размеры замещаемого и замещающего атомов или ионов не сильно отличались друг от друга. Эмпирический для твердых растворов замещения в металлах было найдено, что образование непрерывного ряда твердых растворов возможно, если размеры атомов отличаются между собой не более чем на 15% (от размера меньшего атома). При разнице в размерах атомов до 25. ..40% могут образовываться только ограниченные твердые растворы, а при еще большем различии образование твердых растворов замещения практически невозможно. В силикатах совершенный изоморфизм при всех температурах наблюдается, как правило, если разница радиусов катионов составляет от О до 4...8% (например, замещения типа Fe +5 Mg + в оливинах), при средних и высоких температурах — при разности от 4. .. 8 до 10... 15% (например, замещения типа Mп + < a + в гранатах — минералах с общей формулой Кз [5104]з, где R + — Mg, Ре, Са, Мп, а [c.70]

Изоморфизм в классе силикатов. В заключение нам хотелось вернуться еще раз к вопросу, затронутому в начале настоящего параграфа, а именно — к освещению причин неудач изучения силикатов чисто химическими методами. Как уже говорилось выше, одной из причин является чрезвычайная сложность состава этого класса веществ, сложность, связанная с наличием в силикатах изоморфных замещений как изовалентных, так и гетеровалентных. Для последних А. Е. Ферсманом было предложено правило диагональных рядов в периодической системе химических элементов. Оно связано с тем, что размер ионов у соседних элементов сильнее отличается по горизонтали и по вертикали, чем по диагонали. Табл. 41 представляет собой часть менделеевской таблицы наиболее важных для силикатов элементов, в которой указаны диагональные ряды, характерные для гетеровалентного изоморфизма в силикатах, по В. С. Соболеву. [c.320]

Изоморфизм очень распространен в природных химических соединениях и обусловливает сложный состав большинства минералов. Систематическое изучение рядов изоморфных ионов проведено акад. В. И. Вернадским в 1910 г. Он выделил на основании своих исследований следующие изоморфные ряды [c.79]

Сходству кристаллов в изоморфных рядах отвечает сходство кристаллических решеток, и в последних один ион может частично заменять другой, образуя смешанные кристаллы (твердые растворы) с разными пропорциями обоих эле.ментов. Характерно для изоморфизма то, что кристаллик одного изоморфного вещества может служить зародышем) для кристаллизации другого изоморф-иого с ним вещества из его пересыщенного раствора. [c.154]

В отношении ионов элементов отметим, что радиусы положительных ионов всегда меньше радиусов соответствующих им атомов и притом тем меньше, чем выше зарядность иона. Так, радиус атома Ге—1 27 А, радиус иона Ге "— 0,83 А, радиус иона Ге — 0,67 А. Радиусы же отрицательных ионов всегда больше радиусов атомов. Так, радиус атома 3 1,04 А, радиус иона 3 — 1,73 А (радиус иона зе-—0,34 А). Если рассматривать ионы одного знака (например, положительные) и одинаковой зарядности, то закономерности изменения их по разным направлениям периодической системы аналогичны рассмотренным для атомов. Для ионов предельной зарядности мы также отметим наблюдаемую иногда близость их размеров при расположении по диагонали. Так, радиус Ег — 0,78 А, радиус — 0,78 А, радиус Зс — 0,83 А. Это обстоятельство очень важно для понимания ряда вопросов (изоморфизма, строения сплавов и др.). [c.140]

При анализе полученных результатов в ряде работ о кристаллохимическом родстве элементов судят только по формальной близости размеров ионных радиусов, а к распределению элементов по минералам пород подходят только с позиций изоморфизма, что безусловно в настоящее время уже недостаточно. [c.7]

В зависимости от зарядов ионов, замещающих друг друга, различают изовалентные и гетеровалентные замещения. В изовалентном замещении участвуют ионы с одинаковыми электрическими зарядами и близкими ионными радиусами, например, ионы калия, аммония, рубидия, цезия взаимозаменяемы также ионы стронция, бария, радия, магния и железа (П). При гетеровалентном изоморфизме нзаимоза-мещаемы разновалентные ионы равных или близких ионных радиусов. При этом различия в ионных радиусах могут быть значительно большими, чем при изовалентном изоморфизме. Например, ионы Li" можно заместить ионами Mg + (ионные радиусы одинаковы — 0,78 А). Замещаются также ионы Na+ ионами Са +, хотя ионный радиус натрия 0,98 А, а кальция 1,06 А. С другой стороны, ионный радиус меди (I) и натрия соответственно 0,96 и 0,95 А, но медь (I) образует ковалентные соединения, натрий — ионные, поэтому смешанные кристаллы таких медных и натриевых солей не образуются. Ионы с близкими ионными радиусами образуют изоморфные ряды соединений. Чем ближе величины ионных радиусов, тем легче катионы образуют изоморфные соединения. [c.78]

ИЗОМОРФИЗМ, способность сходных по составу в-в образовывать смешанные кристаллы (изоморфные смеси), представляющие собой твердые р-ры замещения. В кристаллич. структурах изоморфных смесей близкие по размеру атомы, ионы или атомные группировки статистически замещают друг друга. Если два в-ва дают изоморфные смеа/ со всевозможными концентрациями (непрерывный ряд р-ров), И. наэ. совершенным. В противном случае говорет о несовершенном (ограниченном) И. Как правило, необ ди-мое условие совершенного И. (в отличие от ограниченного) — изоструктурность смешивающихся в-в. Пример совершенного И,- кристаллы квасцов KA1(S04)2-12НзО, где Ионы К+ м. б. частично или полностью замещены ионами/Rb+ или [c.210]

Системы, образующие твердые растворы, в зависимости от вида ионов и осаждаемых соединений, могут иметь различную степень соверщенства (полноты) изоморфизма. Истинно изоморфные системы образуют два элемента, ионы которых имеют одинаковые величину и знак заряда, близкие (с точностью до 10%) ионные радиусы и однотипную кристаллическую решетку соединений (см., например, геохимические ряды изоморфных ионов [827]). [c.305]

Поскольку размеры ионов актиноидов в одинаковых валентных состояниях близки, то это обстоятельство обусловливает многочисленные случаи изоморфизма соединений элементов седьмого периода. Так, по данным Захариазена [579], изоструктурными являются окислы МеОг (для ряда ТЬ—Ст), тетрахлориды МеСк (для ряда ТЬ—Ыр), трифториды МеРз, тетрафториды Мер4, трииодиды МеЬ и многие другие [c.389]

Собственные минералы скандия — тортвейтит, стереттит и их разновидности (бефаномит и кольбекит соответственно)— большая редкость, найдены лишь в нескольких местах земного шара в ограниченном количестве. Намного более распространены минералы, в которых скандий присутствует в виде изоморфной примеси. Известно более 100 минералов такого типа, содержащих 0,005—0,3% S 2O3 [12]. Это галогениды, окислы, вольфраматы и молибдаты, карбонаты, фосфаты, силикаты. Больше всего минералов принадлежит к окислам и силикатам. Для подавляющего количества скандийсодержащих минералов характерно присутствие ионов Ln +, Fe +, Мп +, Mg Са + и Zr +. Большинство этих ионов имеет близкий радиус при одинаковом координационном числе (шесть), близкие значения ряда констант, в том числе электроотрицательность [12]. В этой связи становится понятным замещение скандием в природных условиях указанных элементов и наличие не только изовалентного, но и гетеровалентного изоморфизма (табл. 6) [12]. [c.16]

Подобно всем галогенидам бериллия, фторобериллаты—не типично ионные соединения. Для всех фторобериллатов, за исключением Ь1гВер4 и МагВер4, характерно наличие изоморфизма с сульфатами. В отличие от ВеРг все фторобериллаты в расплавленном состоянии электропроводны. Изучены и описаны фторобериллаты щелочных и щелочноземельных элементов, серебра, таллия, свинца и ряда других элементов. Из них будут рассмотрены лишь фторобериллаты натрия и аммония, так как некоторые из них имеют важное значение в технологии бериллия. МаВеРз был впервые получен Мариньяком при упаривании раствора, содержащего Nap и большой избыток ВеРг. В связи с тем что NaBePs растворяется инконгруэнтно"и плавится с разложением. [c.69]

Твердые растворы в виде так называемых смешанных кристаллов чаще всего наблюдаются в случае изоморфизма, т. е. когда кристаллические решетки входящих в раствор соединений близки по своей структуре. Это условие не является обязательным. Иногда твердые растворы с ограниченной см имостью возникают и между неизоморфными веществами (сера и серный колчедан). Однако способность к образованию непрерывных твердых растворов это, по-видимому, свойство только изоморфных веществ. Так, в изоморфном ряду, образуемом минералами оливиновой группы, структура основной ортосиликатной решетки остается неизменной при любом соотношении ионов и на всем протяжении ряда соста. [c.172]

Киргинцевым и Аввакумовым и Вулихом [67] описана кристаллофизическая очистка солей цезия от примесей щелочных металлов, в первую очередь от калия и рубидия. С целью выбора, наиболее подходящего для очистки вещества было изучено распределение этих примесей при кристаллизации хлорида, иодида, хлората, нитрата, роданида и бихромата цезия. Выяснено, что с увеличением ионного радиуса аниона в указанном выше ряду коэффициенты распределения калия и рубидия сначала уменьшаются, проходят через минимум, отвечающий нитрату, а затем снова возрастают. Коэффициенты распределения рубидия и калия в нитрате цезия были найдены соответственно 0,54 и 0,22. Так как расплавы нитратов щелочных металлов являются наиболее идеальными из солевых расплавов, авторы [68[ делают вывод, что наиболее идеальным смесям отвечает наименьший коэффициент распределения и наименьшая степень изоморфизма. На основании полученных результатов авторы рекомендуют нитрат цезия для очистки зонной перекристаллизацией. [c.56]

Известны случаи замещения фтора на кислород. При этом изменяется заряд внутренней сферы, но вследствие близости размеров атомов фтора и кислорода форма ее изменяется незначительно. Например, все ионы и молекулы в приведенных выше переходных рядах (см. стр. 201) для серы и фосфора имеют форму тетраэдров. Образование фторооксокомплексов особенно характерно для фосфора, серы и переходных элементов V и VI групп при высших валентностях. Такое замещение приводит к любопытным случаям изоморфизма комплексов, образованных одним и тем же элементом при разных валентных состояниях. Например, изоморфны фторооксокомплексы пяти- и шестивалентного молибдена Мео[МоОр5 1 и Ме2[МоО,р4], где Ме—ионы аммония или таллия. [c.205]

Этим не ограничивается число возможных разновидностей простых кристаллов, отличающихся по характеру образования активаторных центров. В многочисленном ряду лазерных соединений известны и более сложные системы, например кристаллы Ь1МЬ0з с ионами ТВ +, где налицо полное невыполнение принципа изоморфизма, очерчивающего границы допустимого различия размеров ионных радиусов примеси и замещаемого иона (табл. 2.1), а также указывающего на желательное совпадение их электрических зарядов. [c.26]

Если верпа интерпретация вальденовского цикла , то эти последние реакции должны приводить к сохранению конфигурации. Соммер и Файр, проведя соотнесения ряда относительных конфигураций, главным образом путем рассмотрения изоморфизма, пришли к выводу, что вторая из последовательных стадий удовлетворяет этому условию. Это означает, что ион тетрагидроалюмината может действовать двумя путями в случае галогенов, как в цикле Вальдена, замещение более легко осуществляется через атаку по одному центру с инверсией конфигурации (8к2), однако в случае кислородсодержащих групп, например метилатной, такая реакция идет труднее, чем двухцентровое взаимодействие с субстратом, когда замещение происходит через циклическое переходное состояние с сохранением конфигурации (8 1) [c.528]

Кристаллографические данные. В пользу родства А. — элементов, следующих за актинием, — говорит изоморфизм кристаллич. структур окислов ТЬОз, РаОа, ОО , NpOз, РнО. и АтО и регулярное уменьшение радиуса металлич. иона в кристаллич. решетке этих окислов. Изоморфными оказались также соединения типа (где X — и, ТЬ, Д р, Ри), ХРз, ХС1д и ХО (где X — и, Кр, Ри, Ат). Вычисленные из кристаллографич. данных ионные радиусы, как видно из табл. 1, меняются весьма схожим образом в рядах лантанидов и А. [c.51]

Сравнивая свойства ионов и экспериментально наблюдавшиеся способности к образованию сменшнных кристаллов, Гримм приходит к следующему выводу [ ]. При одинаковом строении ионов условия изоморфизма определяются последовательностью в величинах радиусов ионов. Иначе говоря, сущность химической аналогии (сродства) элементов изоморфных рядов состоит у ионов с одинаковой внешней электронной оболочкой в близости их радиусов. [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология