V chemii pevných látek je izomorfismus nebo izomorfotropie schopnost různých sloučenin krystalizovat se sítěmi stejné symetrie a jejichž parametry jsou blízké, což jim umožňuje vytvářet smíšené krystaly .
Zákon izomorfismu objevil Eilhard Mitscherlich v roce 1819.
V roce 1818 Mitscherlich přijel do Berlína a pracoval v laboratoři HF Link, pro kterou provedl analýzy fosfátů a fosfitů , arzeničnanů a arzenitů , mimo jiné, které mu umožnily potvrdit názory JJ Berzeliuse . Poznamenává také, že tyto sloučeniny krystalizují ve stejných formách.
Při práci na uhličitanech a kalcitu si všiml, že úhly krystalů kalcitu se mění s teplotou a nemění se stejným způsobem ve všech směrech.
Nakonec ho jeho vyšetřování dvou krystalických forem síry v roce 1826 vedlo k analogickému zjištění, že kalcit a aragonit mají stejný chemický vzorec, ne stejnou krystalickou formu, a proto jsou polymorfní : název, který dává tuto vlastnost určitých krystalů.
On pak zobrazuje izomorfismus solí kyseliny selenová s síranů v roce 1827 ao několik let později, je stejný pro demonstraci mangananů a sulfáty, stejně tak pro manganistany a chloristany .
Publikoval v roce 1844 článek týkající se skutečnosti, že krystaly kyseliny vinné a kyseliny racemické jsou izomorfní (stejného tvaru), ale kyselina vinná je opticky aktivní, zatímco kyselina racemická není.
Izomorfismus se dělí na čtyři druhy:
O sloučeninách, které mají stejný typ krystalové struktury, ale nedávají smíšené krystaly, se říká, že jsou izotypové .
Nejběžnější substituce jsou:
Mineralogická definice je stejná jako v chemii pevných látek. O dvou minerálních tělesech se říká, že jsou izomorfní, pokud mají podobnou krystalovou strukturu s téměř ekvivalentními polohami, a to pokud mají stejnou krystalovou mřížku a složkové ionty s podobnými iontovými velikostmi nebo ve stejném poměru velikostí. A halit (kamenná sůl nebo chlorid sodný pevný krystal ), přičemž sylvinit KCI pevné krystaly se periklas MgO pevný krystal a Galena PbS krystaly pevné látky , jsou izomorfní. Teoreticky jsou možné pevné roztoky, stabilní a meziprodukty mezi těmito různými minerálními těly.
V případě minerálů může izomorfní substituce zahrnovat nahrazení jednoho kationtu jiným s jiným nábojem. Tím se změní velikost a celkový elektrický náboj. Při kompenzaci jsou k ní připojeny kompenzační kationty.
Například čtyřstěn složený ze Si 4+ ve středu a O 2- na všech čtyřech vrcholech má celkový náboj -4 e a je 0,42 Á . Pokud nahradíme Si 4+ Al 3+ , celkový náboj je -5 e a měří 0,51 Å ( 0,64 Å s Fe 3+ ). To má za následek změnu vlastností konečného krystalu.