 
        
        книги из ГПНТБ / Макаров Е.С. Изоморфизм атомов в кристаллах
.pdfГлава III
ИЗОМОРФИЗМ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
1. ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
В этой главе мы рассмотрим фактический материал по изоморфизму отдельных химических элементов на основе изложенных в предыдущей главе представлений. Изоморфизм элементов означает фактически изоморфизм атомов. Для изо морфной взаимозаместимости в кристаллах данной фазы атомы разных элементов должны быть химически взаимоиндифферент ными и не сильно отличаться по размерам. Природа межатом ных связей в кристаллах компонентов изоморфных смесей дол жна быть аналогичной.
Для всех химических элементов (в алфавитном порядке их международных символов) перечислим те элементы, которые могут в принципе образовывать с данным элементом изоморф ные смеси в тех или иных классах соединений и минералов, со гласно критерию химической индифферентности и фактору раз
| мера | атомов. | Для | каждой | конкретной | пары | взаимозамещаю- | ||
| щихся | атомов | будут даны | примеры проявления | изоморфизма | ||||
| в минералах, | искусственных | соединениях | и твердых растворах. | |||||
| Из-за обширности фактического материала | по | изоморфизму | ||||||
| «два ли | удастся | охватить | все проявления | изоморфизма для | ||||
| обычных | элементов. С другой стороны, для всех | искусственных | ||||||
и радиоактивных элементов, благородных газов и некоторых неметаллов материал по изоморфизму весьма скуден или вовсе •отсутствует, так как диаграммы состояния их с другими эле
| ментами еще не изучены, а | кристаллохимия не разработана. Со | ||
| временем эти недостающие | разделы | будут | восполнены. | 
| Материал этой главы собран в | справочные таблицы, кото | ||
| рые могут служить для ориентировочной | оценки изоморфных | ||
отношений отдельных элементов как в минералогии и геохимии, так и в неорганической химий, металловедении и других обла стях материаловедения.
В первом столбце таблиц приведен перечень элементов, к которым данный элемент химически индифферентен. Во втором •столбце таблиц указан тип индифферентности изоморфных эле ментов по диаграммам состояния их элементарных систем [74]. Обозначения: (I)—расслаивание, (Пэ)—эвтектика, ( I I п) — перитектика, (III)—непрерывные твердые растворы, (IV) —
| широкие области у обоих компонентов, | (V) — широкие | области | |||
| у одного из компонентов. В столбце 3 | приведены, | по | данным | ||
| работ [111, 112], разности электроотрицательностей | Ах | как | ори | ||
| ентировочная оценка химической | индифферентности в тех | слу | |||
| чаях, когда это известно. Различия | радиусов Аг для | металличе | |||
ских (кристаллических в случае неметаллов), ионных и орби
| тальных (по Слэйтеру) радиусов указаны | в | столбцах 4, 5, 6. | |
| В столбце 7 указаны конкретные примеры | минералов | или твер | |
| дых растворов, в которых изоморфизм данной | пары | элементов | |
установлен или предполагается по критерию химической индиф ферентности.
По степени изученности пары изоморфных элементов в пер вом столбце таблиц разбиты на три группы:
Группа А охватывает те пары элементов, изоморфизм кото рых хорошо изучен и доказан в минералогии и (или) в неорга нической химии и металловедении.
Группа В включает пары элементов, изоморфизм которых изучен недостаточно полно.
Группа С содержит те пары элементов, изоморфизм кото рых вероятен согласно критерию взаимной химической индиф ферентности, но не изучен.
Пределы растворимости в случае ограниченных твердых рас творов изоморфных элементов друг с другом, указанные в стол бце 7, относятся к максимальной растворимости в а-фазах при эвтектической температуре, согласно диаграмме состояния дан ной системы [74].
После каждой таблицы сделаны замечания, касающиеся наиболее характерных черт, и в особенности совершенного и широкого изоморфизма данного элемента в разных по типу свя зи классах кристаллических соединений или минералов: метал лах и их сплавах, интерметаллидах, ионных и гомеополярных соединениях.
2.ТАБЛИЦЫ ПАР ИЗОМОРФНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Ас
| А к т и н и й : / - м е т = 2,03 А; | гАсз+ | = 1,18 А; л о р б = 1,95 А; | 
| X з + — | 1»45 | ккал/г-атом | 
Изоморфные элементы и ионы
Группа А
ммы га
- 1
I*R о
5 <->
ьX 8о
1
ё
| 
 | 
 | 
 | Изоморфные системы | ев | 
| 
 | 
 | 
 | >. | |
| 
 | 
 | - | - | си | 
| 
 | 
 | нса | ||
| 
 | 
 | о | си | <и | 
| < | о | V™. | < | 3 | 
| < | 
 | 
—
П р о д о л ж е н и е т а б л . Ас
| 
 | 3 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | S | S | 
 | 
 | 
 | 
| Изоморфные | я | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| элементы | £• к | 
 | 
 | 
 | --a | 
| к | 
 | 
 | 
 | ||
| и ионы | 2 х | 
 | 
 | „ | 
 | 
| 
 | Is | < | < | X | < | 
| 
 | < | ||||
| 
 | 
 | 
 | s | і.X | 
 | 
| Группа В | •—• | — | 
 | 
 | 
 | 
| Ac—La | 8 | 
 | 0 | ||
| Ас 3 + — La 3 + | — | 5 | — 3 | — | |
| Ас—Се | — | — | 12 | — | 5 | 
| А с 3 + — С е 3 + | — 15 | — 10 | — | ||
| Ас—Рг | — | •— | 12 | — | 5 | 
| А с 3 + — Р г 3 + | — 20 | — 11 | — | ||
| Ас—Nd | — | — | 12 | — | 5 | 
| Ас 3 + — Nd 3 + | 
 | 22 | — | 13 | — | 
| Ас—Pm | 
 | — | — | — | 5 | 
| А с 3 + — P m 3 + | 
 | 23 | — — — | ||
| Ас—Sm | 
 | — | 13 | — | 5 | 
| А с 3 + — S m 3 + | 
 | 23 | — 18 | — | |
| Ас—Ей | 
 | 
 | 0 | — | 5 | 
| А с 3 + — Е и 3 + | 
 | 23 | — 20 | — | |
| Ac—Gd | 
 | — | 13 | — | 8 | 
| А с 3 + — G d 3 + | 
 | 22 | 
 | 21 | 
 | 
| Ас—Tb | 
 | — | 15 | — | 11 | 
| А с 3 + — T b 3 + | 
 | 18 | — 27 | — | |
| Ас—Dy | 
 | — | 15 | — | 11 | 
| А с 3 + — D y 3 + | 
 | 15 | — 28 | — | |
| Ас—Но | 
 | 
 | 15 | — | 11 | 
| А с 3 + — Н о 3 + | 
 | 11 | — 30 | — | |
| Ас—Ег | 
 | — | 16 | — | 11 | 
| А с 3 + — Е г 3 + | — 13 | — 32 | — | ||
| Ас—Тш | — | — | 16 | — | 11 | 
| А с 3 + — Т т 3 + | 
 | 7 | — 35 | — | |
| Ас—Yb | 
 | — | 16 | — | 11 | 
| А с 3 + — Y b 3 + | — | 7 | — 37 | — | |
| Ac—Lu | — | 16 | — | 11 | |
| А с 3 + — L u 3 + | — 8 | — 39 | — | ||
| Ac—Y | — | — | 12 | — | 5 | 
| А с 3 + — Y 3 + | — | 15 | — 28 | — | |
| Ac—Ra | — | — | — | 1 0 | |
| Ас3 +—Ra2+ | — | 27 | — | 21 | — | 
| Ac—Th | — | — | 13 | — | 8 | 
| Ас3 +—Th*+ | — | 8 | — | 10 | — | 
| Ас—Ра | — | — | 25 | — | 8 | 
| А с 3 + — Р а 3 + | — 18 | — 5 | — | ||
| Ас—U | — | — | 33 | — | 11 | 
| Ас3 + —U*+ | — | 23 | — | 15 | — | 
Группа С
| 
 | « | 
| Изоморфные системы | a, | 
| >> | |
| 
 | ca | 
| 
 | <v | 
| 
 | H | 
| 
 | s | 
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 
 | 
 | [138] | 
| 
 | 
 | [139] | 
| 
 | 
 | — | 
| Минералы U , Th и TR. | — | |
| Изоструктурные соедине- | — | |
| , | ния: | — | 
| ' | AcF3 —LaF3 | — | 
| 
 | А с 2 0 3 — L a 2 0 3 | — | 
| 
 | Ac2 S3 —Ce2 S3 | — | 
| 
 | AcCl3 —UC13 | — | 
| 
 | и т. п. | — | 
—
—
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 
 | — | 
| 1 | — | 
| — | |
| 
 | 
По-видимому, все другие актиноидные элементы изоморфны с актинием.
Диаграммы состояния металлического актиния с другими элементами еще не изучены. Изовалентный изоморфизм трех валентного актиния с трехвалентными редкоземельными эле ментами и иттрием, находящимися в одной и той же подгруп-
123
пе Ilia периодической системы, весьма вероятен, и он подтвер ждается всеми кристаллохимическими данными, указывающими
| на | изоструктурность актиниевых и | редкоземельных соединений | 
| в | галогенидах, окислах, сульфидах | и многих других классах | 
соединений, включая интерметаллиды [138, 139]. Однако фазо вые диаграммы актиниевых систем еще не изучены экспери ментально.
Точно так же весьма вероятен изоморфизм актиния с ура ном, протактинием, торием и радием, что косвенно подтверж
| дается | их | совместным | нахождением | в природных урановых и | |||||||
| ториевых | минералах. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| Кроме того, все трансурановые элементы, по-видимому, изо | |||||||||||
| морфны | с | актинием, | по | крайней | мере | в | трехвалентном | со | |||
| стоянии. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | AG | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| С е р е б р о : | /•„„ = | 1,44 | A; rA+ | = 1,26 А; | г.*+ | = | 0,89 А; | 
 | |||
| 'орб = | 1,60 A; | XAg+ = | '75 | ккал/г-атом; | XAg+ = | "^0 | ккал/г-атом | 
 | |||
| 
 | 
 | 2 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | S | s | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | со | 
| Изоморфные | S | 
 | 
 | о | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| «J | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | о. | |||
| элементы | О, _ | •у | 
 | 
 | 
 | Изоморфные системы | >, | ||||
| " = | 
 | - | - | 
 | са | ||||||
| и ионы | 
 | Я = | 
 | Ю | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | ч о | їй | 
 | 
 | 
 | 
 | си | |||
| 
 | 
 | t: cj | s | о | Он | 
 | 
 | 
 | 
 | н | |
| 
 | 
 | PS | < | < | ОS | <О | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Группа А | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Ag—Au | 
 | III | 
 | 0 | — | 18 | Сплавы Ag—Au | [74, | |||
| Ag+—Au+ | 
 | — | 35 | — | 9 | — | Аргауриты | 
 | 
 | 111J | |
| 
 | — | — | |||||||||
| Ag2+—Au3 + — | 20 | .— | 5 | — | 
 | 
 | |||||
| Ag—Pd | 
 | I l l | — | 5 | — | 14 | Сплавы Ag—Pd | [74, | |||
| Ag2+—Pd3+ — | 
 | — | 
 | — | 
 | 
 | 
 | 
 | 111} | ||
| 25 | 10 | Аргауриты | 
 | 
 | — | ||||||
| A g - P t | 
 | ІІП, | — | 4 | — | 18 | Сплавы Ag—14 ат. % Pt | [74) | |||
| 
 | 
 | IV | 
 | — | 
 | — | 
 | 
 | 
 | 
 | 111J | 
| Ag2+_Pt2+ | — | 35 | 10 | Аргауриты | 
 | 
 | — | ||||
| Ag—Cu | 
 | Пэ, | 
 | 13 | — | 18 | Сплавы Ag—14 ат. % Си | [74, | |||
| 
 | 
 | IV | 
 | — | 
 | — | 
 | 
 | 
 | 
 | 140] | 
| Ag+—Cu+ | 
 | — | 5 | 31 | AgZn—CuZn, | 
 | [1111 | ||||
| Ag2+—Cu2+ | — | 15 | — | 23 | — | AgZn3 —CuZn3 , | 
 | 
 | |||
| Ag+—Cu2+ | — | 60 | — | 43 | — | Ag5 Zn8 —Cu5 Zn8 | 
 | ||||
| Ag2+ —Cu+ | — | 70 | — | 8 | — | Ag2 Te—Cu2 Te | 
 | [1411 | |||
| A g - L i | 
 | 
 | — | 
 | — | 
 | Тетраэдрит, пирсит и др. | 
 | |||
| 
 | V | 9 | 10 | Сплавы Ag—60 ат. % L i | [741 | ||||||
| Ag+ — Li+ | 
 | — | 50 | — | 43 | .— | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Ag2+—Li+ | — | 125 | — | 31 | — | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| Ag—Na | 
 | Пэ | — | ЗО | — | 12 | AgCl—NaCl; | Ag—галит | [1421 | ||
| Ag+—Na+ | 
 | — | 55 | — | 30 | — | 
 | 
 | .— | [111} | |
| A g - H g | 
 | V | — | 8 | — | 16 | Сплавы Ag—37 ат. % Hg | [74] | |||
| Ag + - Hg2+ | — | 40 | — | 14 | -— | Конгсбергит, | аргаурит | [111] | |||
Изоморфные
элементы и ионы
| К о | < | 
| 
 | 
Ag2+_Hg2+
Ag—Cd
Ag+—Cd2+
A g 2 + _ C d 2 + A g - Z n
Ag+ — Zn 2 + Ag2+—Zn2 + Ag—Mg
A g 2 + _ M g 2 + Ag+—Mg2+ Ag—Mn Ag2+—Mn2 + A g - A l Ag+—A13+
A g 2+ _ A13 + Ag—In
Ag2+—Ins+
Ag—Ga Ag+—Ga3+ Ag2+—Ga3 +
Группа В
A g - B i
Ag2+—Bj3+
Ag—As Ag+—As3+ A g 2 + _ A s 3 +
Группа С
Ag—Pb
Ag+—Pb2+
Ag2+—Pb4 +
Ag—Tl
Ag2+—T13+
A g - T l +
A g - I r
Ag2 +—Ir*+ Ag—Rh Ag2+—Rh3 + A g - U Ag2+— U 4 + A g - V
Ag2+—V2+
Ag—Ge
Ag2+—Ge2+ Ag2+_-Ge 4+ Ag+—Ge2-(- Ag—Ge
| V | 35 | 23 | |
| 20 | 30 | ||
| 
 | |||
| 
 | 55 | 9 | |
| V | 
 | 7 | |
| 
 | 30 | 70 | |
| 
 | 45 | 20 | |
| V | 
 | 11 | |
| 
 | 75 | 35 | |
| 
 | 0 | 91 | |
| V | 70 | 11 | |
| 
 | 0 | ||
| IV, | V | ||
| 
 | 45 | 147 | |
| 
 | 30 | 74 | |
| V | 35 | 9 | |
| V | 4 | ||
| 60 | |||
| 
 | 103 | ||
| 
 | 15 | 43 | |
| II | 55 | 
 | |
| п, | 
 | ||
| v | 117 | ||
| 
 | 45 | 
3053
II 21
| 0 | 5 | 
56
II 19
207
| 45 | 17 | 
| 
 | 7 | 
| 25 | 31 | 
| 
 | 7 | 
| 0 | 31 | 
| I | 7 | 
| 70 | 9 | 
| I | 8 | 
| 85 | 1 | 
| II | 22 | 
| 65 | |
| 15 | 68 | 
| 10 | 73 | 
| 90 | 128 | 
Изоморфные системы
Сплавы Ag—40 ат. % Cd Фазы {і, у, є системы
(Ag - Cd) _
Сплавы Ag—40 ат. % Zn
Сплавы Ag—29 ат. .% Mg
14 Сплавы Ag—47 ат. % Мп
28Сплавы Ag—20 ат. % А1 Фазы р, ф (Ag—А1)
| 13 | Сплавы Ag—20 ат. | % In | 
| 23 | Сплавы Ag—19 ат. % Ga | |
| 
 | 
 | |
| 0 | Аргаурит | 
 | 
| 40 | (Ag, Bi) S2 - (Ag, | Bi) Se2 | 
| Аргаурит | 
 | |
| 12 | 
 | 
 | 
| 19 | 
 | 
 | 
| 18 | Аргаурит | 
 | 
| 18 | Аргаурит | 
 | 
| 9 | 
 | 
 | 
18
28
В интерметаллических системах серебро обладает совершен
| ным изоморфизмом в | сплавах с золотом | и палладием, наблю | |
| даемым также в природных образцах самородного | золота. | ||
| Совершенный изоморфизм серебра и меди наблюдался в не | |||
| прерывных растворах | Ag2 Te—Cu2 Te | [141], | AgZn—CuZn, | 
| Ag5 Zn8 —Cu5 Zn8 , AgZn3 —CuZn3 [140]. | марганца | наблюдался | |
| Совершенный изоморфизм серебра и | |||
в непрерывных твердых растворах AgZn3 —MnZn7 [140]. Метал лическое серебро растворяет в себе до 47 ат.% Мп.
Совершенный изоморфизм атомов серебра и висмута наблю дался в высокотемпературных р-фазах (Ag, Bi)S 2 и (Ag, Bi)Se2 и в их непрерывных твердых растворах [143]. Атомы серебра и висмута статистически распределены по катионным позициям этих соединений, обладающих структурным типом NaCl. Точно так же предполагаются изоморфные примеси мышьяка, сурьмы и висмута в самородном серебре [111], однако строение соответ
| ствующих минералов | недостаточно | хорошо изучено. | 
| В классе ионных соединений интересен совершенный изомор | ||
| физм серебра и натрия в их галогенидах. Диаграмма состояния | ||
| системы AgCl—NaCl | указывает на | непрерывный ряд твердых | 
растворов при высокой температуре, которые быстро распада
| ются при понижении | температуры. Кривая распада | определена | |
| в работе [142]. Дефектность строения твердых | растворов | ||
| AgCl—NaCl | обсуждена в работе [144]. В природе | известна со | |
| держащая | серебро | разновидность каменной соли — Ag-галит | |
(гуантахайит).
AI
А л ю м и н и й : /"мет = 1 , 4 3 А; / - А 1 3 - т - = 0,51 А; г о р б = 1 , 2 5 A ; X A i 3 + =
Изоморфные
элементы и ионы •
Группа А
Al—Si
А 1 И - — S i * +
Al—Ga
A l s + — G a 3 +
Тип диаграммы со стояния
I I
I I
| 
 | = | 220 | ккал/г-атом | 
 | 
 | 
 | 
| S | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| о | 
 | 
 | 
 | 
 | Изоморфные смеси | 
 | 
| <\i | < | ч | < | 
 | Литература | |
| 
 | 0s- | о4- | *^ | 
 | 
 | 
 | 
| id | H | 
 | о | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | S | § | о. | 
 | 
 | 
 | 
| < | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 22 | — | 14 | В | алюмосилицидах и | [145] | 
| 
 | — | 
 | — | 
 | интерметаллидах | 
 | 
| 40 | 20 | Полевые шпаты и дру | [111] | |||
| — | 8 | — | 4 | 
 | гие алюмосиликаты | 
 | 
| В | АІ-минералах | 
 | ||||
| 15 | 
 | 21 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | со | 
| Изоморфные | диаграммы тня | |
| элементы | 
 | 
 | 
| и ионы | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | _ о | 
| Al—Fe | 
 | V | 
| Al 3 + — Fe 3 + | 
 | |
| Al—Cr | 
 | V | 
| A l 3 + — C r 3 + | 
 | |
| Al—Mg | 
 | V, I V | 
| A13+—Mg2+ | V | |
| Al—Zn | 
 | |
| Ais+_zn2+ | 11 | |
| Al—Sn | 
 | |
| Al3+_Sn2+ | 
 | |
| Al3 +—Sn*+ | 
 | |
| Al—Cd | 
 | I I , I | 
| A13+—Ccf2+ | IV | |
| Al—Ag | 
 | |
| A13+—Ag+ | 
 | |
| A l 3 + — A g 2 + | V | |
| Al — Mn | 
 | |
| Al3 +—Mn2+ | 
 | |
| A l 3 + - M n 3 + | 
 | |
| A l — V | 
 | V | 
| A13+—V3H- | 
 | |
| Группа | В | 
 | 
| A l - T i | 
 | V | 
| A13+—Ті 4+ | I , l l | |
| A l — I n | 
 | |
| A13+—In3+ | 
 | |
| Al—Sc | 
 | 
 | 
| A l 3 + — S c 3 + | 
 | |
| Группа | С | 
 | 
| Al—Ge | 
 | II | 
| Al 3 + — Ge 4 + | V | |
| Al—Mo | 
 | |
| A13+—Mo»+ | 
 | |
| Al—Be | 
 | I I | 
| A13+—Be2+ | 
 | |
2 s
| а | 
 | в? | г? | Изоморфные смеси | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| •ч | Н | X | <о | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | <D | о | о* | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| и | 2 | о | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| к. | < | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| < | < | < | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 14 | 
 | 12 | Сплавы Fe—51 ат. %А1 | ||||
| 15 | 
 | 25 | 
 | ( A l , | Fe) 2 0 3 ; | 
 | ва- | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | рисциты, бирюза, | эл- | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | баит, | роговые обман | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | ки, глауконит | 
 | 
 | ||
| 
 | 14 | 
 | 12 | Сплавы Сг—45 ат. % А1 | ||||
| 30 | 
 | 23 | 
 | (А1, | С г ) 2 0 3 ; | 
 | киа | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | нит, | диаспор | 
 | 
 | |
| 
 | 12 | 
 | 20 | Сплавы А1—20 ат. %Mg | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | Фазы | V | систе | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | мы Al—Mg | 
 | 
 | ||
| 45 | 
 | 30 | 
 | Мелилит, клинохлор | ||||
| 15 | 5 | 45 | 8 | Сплавы А1-66 ат. % Zn | ||||
| 2 | 16 | T i 3 ( A l , Sn); Nb 3 | ( A l , | |||||
| 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | Sn); | N i 3 ( A l , | Sn) | ||
| 50 | 
 | 82 | 
 | Хризоберилл | 
 | 
 | ||
| 45 | 3 | 39 | 24 | AlSb—CdTe | 
 | 
 | ||
| 25 | 90 | 
 | 
 | |||||
| 1 | 28 | Сплавы Al—24 ат. 96 Ag | ||||||
| 
 | 
 | |||||||
| 45 | 
 | 147 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 30 | 10 | 74 | 12 | Сплавы | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 57 | 
 | 6-Mn—40 ат. % A l | ||||
| 40 | 
 | 
 | Диаспор | 
 | 
 | |||
| 40 | 7 | 30 | 8 | Сплавы V—50 ат. % A l | ||||
| 10 | 45 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 2 | 
 | 12 | Сплавы | 
 | A l | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | P-Ti—48 ат. % | ||||
| 30 | 11 | 33 | 28 | Хризоберилл, корунд | ||||
| 5 | 59 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 13 | 28 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 30 | 49 | Берилл | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 45 | 17 | 4 | 0 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 5 | 16 | Сплавы Мо - 20 ат. %А1 | ||||||
| 15 | 37 | |||||||
| 29 | 19 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 10 | 46 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
тература к
[74]
[143]
[111]
[74]
[146]
[74]
[111]
[81]
[140]
[111]
[147}
[74]
[74]
[741
[741
[74]
[111]
[74]
[1111
[74]
[74]
Интересно отметить, что металлический алюминий, обладая
| простой | структурой — кубической | гранецентрированной | типа | |
| меди, — не образует | непрерывных | твердых растворов ни с од | ||
| ним из многочисленных изоструктурных с ним металлов. | Наи | |||
| большая | изоморфная | смесимость | в металлическом состоянии | |
| возможна | с цинком, серебром и магнием (см. таблицу) в а-фа- | |||
зах. Из трехвалентных металлов железо и хром способны рас творять в себе до 51 и 45 ат.% алюминия соответственно. Изве
| стна неограниченная | изоморфная | смесимость окислов алюми | 
| ния, железа и хрома | (Al, Fe, Сг) 2 0з | [148]. | 
| Металлический титан способен растворять в себе до 45 ат.% | ||
| алюминия (см. ниже, | раздел Ті). | 
 | 
| Наиболее широко | распространенным и имеющим громадное | |
минералого-геохимическое значение является совершенный ге-
| теровалентный | изоморфизм алюминия | и кремния | в алюмосили | 
| катах по схеме | Na++Si 4 +^Ca 2 + + Al3 + | и другим | аналогичным | 
схемам. Алюминий и кремний обладают также полной взаимозаместимостью в непрерывных рядах твердых растворов многих
| изоструктурных силицидов и алюминидов, например | Мо3 А1— | 
| Mo3 Si; Zr 5 Al 3 — Zr 5 Si 3 ; Zr2 Al—Zr2 Si. | благода | 
| Широко известен эндокриптный (замаскированный | 
ря малому количеству) изовалентный изоморфизм галлия и алю миния во многих алюминиевых минералах, содержащих до 10-3 % Ga.
Совершенный изоморфизм атомов алюминия и олова наблю
| дался в твердых | растворах интерметаллидов | Nb3 Al—Nb3 Sn; | ||||
| Ni3 Al—Ni3 Sn; Ti3 Al—Ti3 Sn. | изоморфизм алюминия | с | маг | |||
| Интересен и важен | широкий | |||||
| нием в а-, |3- и | у-фазах | системы | Al — Mg [74], а | также | в | шпи | 
нелях, мелилитах и клинохлорах [111].
Am
А м е р и ц и й : г м е т = 1 , 8 7 А .
Кристаллохимия искусственного элемента америция, его диа граммы состояния и его изоморфные отношения с другими хи мическими элементами еще не изучены. В настоящее время исследованию доступны лишь миллиграммовые количества аме риция.
Входя в плеяду актиноидных элементов, америций, по-види мому, изоморфен со всеми другими актиноидными элементами,
атакже с лантаноидами и иттрием.
Аг
А р г о н : г к р и с т = 1 , 9 1 А; г о р б = 0,69 А.
| Хотя | благородные | газы и проявляют (в невозбужденном со | 
| стоянии) | полную химическую индифферентность по отношению | |
| ко всем | химическим | элементам и, следовательно, удовлетво- | 
ряют основному критерию изоморфизма — критерию химической индифферентности, тем не менее они не образуют изоморфных смесей с другими элементами из-за резкого отличия природы межатомных связей в кристаллах благородных газов и осталь ных элементов и химических соединений.
Атомы благородных газов способны к образованию лишь вандерваальсовых связей, которые по механизму возникновения и физической природе резко отличаются от ионных, гомеополярных и металлических межатомных связей в кристаллах, а по своей силе неизмеримо слабее их, на что указывает чрезвычай но низкая температура плавления их кристаллов, близкая к аб солютному нулю.
As
| М ы ш ь я к : г.крист | 1,22 А; г А 8 з + = | 0,58 | A; r A s | + | = | 0,46 А; г о р б = 1,15 А; | 
| X A s » + = | 220 ккал/г-атом, | x A s | 5 + = 3 | 0 | 0 | ккал/г-атом | 
Изоморфные элементы Изоморфные смеси и ионы
Группа А
| As—Sb | III | 
 | 26 | 
| As3 +—Sb3 + | 
 | 30 | 31 | 
| As5 +—Sb5 + | 
 | 5 | 34 | 
| As p | I I , I V | 13 | 15 | 
| As 3 + — P 3 + | 
 | 
 | 31 | 
| As6 + — P5 + | 
 | 10 | 31 | 
| Сплавы As—Sb | [74] | ||
| Пирситы, | полибазиты, | [111] | |
| арсено- | и | стибиотет- | 
 | 
| раэдриты | 
 | и др. | [74] | 
| Сплавы As—Р | |||
| Арсенаты, фосфаты: ми- | [ Ш , | ||
| метезиты, | апатиты, | 122] | |
монациты
Группа В
As V
A s 5+ _ V 5+
Группа С
As—В і
A s 3 + — B i 3 + A s 5 + — B i 6 + As—S
As3 +—S«+ As«+—Se +
| 
 | 10 | 17 | 
 | [74] | |
| 
 | 
 | 28 | Сульванит | [1111 | |
| I I | 27 | 39 | 
 | [74] | |
| 
 | 25 | 66 | 
 | 
 | |
| 
 | 40 | 61 | Сплавы S—55 ат. 96 As | [74] | |
| v, и | 17 | 15 | |||
| 
 | |||||
| 
 | 55 | 57 | 
 | 
 | |
| 
 | 75 | 13 | 
 | 
 | 
Е. С. Макаров
Будучи (8—Л/ )-ковалентным элементом [123], мышьяк обра зует изоморфные смеси с ему подобными атомами сурьмы и фосфора лишь в существенно ковалентных минералах и соеди нениях, главным образом в халькогенидах, сульфосолях, фос фатах, арсенатах и т. п. Совершенный изоморфизм мышьяка и сурьмы установлен как в твердых растворах As—Sb, так и во многих минералах этих элементов. Точно так же широко: раз вит изоморфизм мышьяка и фосфора в арсенат-фосфатных сериях минералов и соединений. Изоморфизм мышьяка с серой, ванадием и висмутом изучен недостаточно полно.
AT
А с т а т .
Кристаллохимия и изоморфизм астата еще не изучены. Как замыкающий элемент V i l a подгруппы периодической системы^ астат является ближайшим химическим аналогом иода и, по-ви димому, может образовывать с ним и в его соединениях изо морфные смеси.
| А и | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| З о л о т о : /"мет = 1,44 А; | г А и = 1 , 3 7 | А; г Д | ц з + = 0,85 | А; г о р б = 1,35 А; | 
| = 210 | ккал/г-атом; | X A U 3 + | == 230 | ккал/г-атом | 
Изо морфные эле менты
И ИОНЫ
Группа А
Аи—Ag
Аи+—Ag+
Аи3 +—Ag2+
Аи—Си
д и з + _ с и 2 +
Аи—Ni
А и 3 Ь — N i H -
Аи—Pd
Аи»+—Pd3 +
ТИП диаграммы со стояния
ш
—
ш
ш
—
ш
а?
о
| о. | < | < | .? | Изоморфные смеси | Литература | |
| < | ||||||
| to | -.о | • = | •-.о | 
 | ||
| «t | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 0J | X | Си | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | о | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | ...г | S | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 0 | 
 | 18 | Сплавы Au—Ag; само | [74, | |
| 35 | 
 | 9 | 
 | родное | золото | 1111 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 20 | — | 5 | — | 
 | — | — | 
| 
 | 12 | 
 | 0 | Сплавы | Аи—Си; ауро- | |81, | 
| 5 | 
 | 18 | 
 | аргаурит | 111] | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| — | 15 | — | 0 | Сплавы | Au—Ni | [74} | 
| 20 | — | 23 | — | 
 | — | — | 
| 
 | 6 | 
 | 4 | Сплавы Аи—Pd; ауро- | [74, | |
| 5 | 
 | 6 | 0 | аргаурит | 111] | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | |||
