|
Изоморфизм – это свойство химически и геометрически близких атомов, ионов и их сочетаний замещать друг друга в кристаллической решетке, образуя кристаллы переменного состава. Химически близкими считают атомы с одинаковыми валентностями, типом связи, поляризацией, геометрически близкими – атомы с равными радиусами или объемами (с отклонением не более 5–7%). Близкие, но не тождественные по составу изоморфные вещества кристаллизуются в одинаковых формах.
Так, например, изоморфны кристаллы дигидрофосфатов и арсенатов щелочных металлов: КН2Р04 (КДП), NH4H2PO4 (АДП), RbH2P04, CsH2PO4, KH2AsO4, PbH2AsO4 я др.
Все они при комнатной температуре кристаллизуются в классе 42т, с очень сходной внешней формой и близкими параметрами решетки, все имеют сегнетоэлектрические и параэлектрнческне фазы. Этот изоморфный ряд интересен тем, что здесь ни замена катиона (например, К+ на NH+4), ни замена аниона (например, Р0-4 на AsO-4) не меняют морфологию кристалла.
Изоморфным является также ряд сегнетоэлектриков с общей формулой АВO3: BaTiO3, РbТiO3, KNbO3, ZrTiO3, Zr(Ti, Nb)O3 и т. п. Все они в высокотемпературной (параэлектрической) фазе имеют кубическую структуру типа перовскита (см. цветной рис. V), испытывают фазовое превращение при температуре Кюри, переходя в сегнетоэлектрическую фазу. Эти вещества могут замещать друг друга в кристаллической решетке, образуя непрерывный ряд кристаллов переменного состава – так называемые твердые раствори замещения. В ряду изоморфных твердых растворов физические свойства изменяются непрерывно в зависимости от концентрации каждого компонента. Это дает возможность подбирать и кристаллизовать материал с преимуществом каждого из исходных компонентов, создавая вещества с заданными свойствами.
В ряду изоморфных шпинелей (стр. 169), меняя состав, можно создавать заданное распределение катионных подрешеток и тем самым требуемые магнитные свойства.
Изоморфные кристаллы германия и кремния могут образовывать непрерывный ряд твердых растворов замещения. Оба эти вещества кристаллизуются в структуре алмаза, параметры решетки у них: aGe = 5,65 A, aSi = 5,42 А, aGe/aSi = 1,0402, т. е. различие параметров меньше 4%. Поэтому возможно образование смешанных кристаллов, в которых атомы германия или кремния располагаются в узлах алмазной решетки. Плотность, параметр решетки, твердость в изоморфном ряду смешанных кристаллов Ge – Si изменяются линейно. Но так как энергетические спектры германия и кремния различны, то ширина запрещенной зоны, удельная электропроводность, термоэлектродвижущие силы в этом ряду полупроводников изменяются нелинейно. Подбором различных изоморфных составов удается варьировать области рабочих температур и электрические характеристики для этих полупроводниковых соединений.
Кристалл изоморфного вещества может вызвать кристаллизацию другого вещества из пересыщенного раствора или расплава.
Способность изоморфных веществ к взаимному нарастанию кристаллов используется в технике выращивания кристаллов.
Дата добавления: 2015-10-16; просмотров: 121 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
ПОЛИТИПИЯ | | | Полиморфизм |