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Mischbarkeit |
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Isomorphie, Homöomorphie, von Mitscherlich 1818 entdeckte Erscheinung, wonach chemisch verschiedene Substanzen eine prinzipiell gleiche Kristallstruktur besitzen können. Isomorphe Verbindungen können miteinander Mischkristalle bilden. Je nachdem, ob sich die Strukturbestandteile vollständig oder nur in begrenztem Umfang durch andere ersetzen lassen, spricht man von vollständiger Isomorphie ohne Mischungslücke bzw. unvollständiger Isomorphie mit Mischungslücke (Entmischung). Je nach dem Grad der Übereinstimmung spricht man von isotyper, homöotyper und heterotyper Mischbarkeit. Vollständige Mischbarkeit ist dann zu erwarten, wenn die Gitterparameter praktisch gleich (isotyp) sind, z.B. beim kubisch flächenzentrierten Gitter von Gold (a0=4,078 Å) und Silber (a0=4,086 Å). Haben die beiden Mischungsendglieder etwas unterschiedliche Gitterparameter, so liegt die Grösse der Gitterkonstante des Mischkristalls zwischen beiden Werten. Bei der sogenannten gekoppelten Substitution können sich in den isomorphen Molekülen verschiedenwertige Elemente austauschen. Bei den Plagioklasen in der Feldspatgruppe (Feldspäte) treten die Komponenten Albit Na[AlSi3O8] und Anorthit Ca[Al2Si2O8] unter gekoppeltem Ersatz von Na+Si4+ gegen Ca2+Al3+ zusammen. Die Formeln von Mineralen (Mineralformeln) mit Mischkristallcharakter ähneln denen von Mineralen mit diadochem Einbau (Diadochie) eines Elementes. Mischt sich z.B. das Mineral Forsterit Mg2[SiO4] mit dem Mineral Fayalit Fe2[SiO4], so hat beim Überwiegen des Forsterits der Mischkristall Olivin die Formel (Mg,Fe2)[SiO4], im Falle des Überwiegens des Fayalits jedoch (Fe,Mg2)[SiO4]. Die Neigung zu Diadochie und Mischkristallbildung ist generell bei niedrigeren Temperaturen geringer als bei höheren, da bei höheren Temperaturen (Energiezufuhr) infolge grösserer Beweglichkeit der Atome und Ionen derartige Fehlordnungen erzwungen werden können. Solche Mischkristalle sind theoretisch nur unter den Entstehungsbedingungen stabil und zerfallen bei Abkühlung in die Ausgangsphasen. Sie entmischen sich und bilden Entmischungsgefüge. |
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