Isomorfiese vervanging

Isomorfiese vervanging is 'n begrip uit die kristallografie, mineralogie en vastestofchemie.

Vastestowwe is gewoonlik nie in mekaar oplosbaar nie, omrede die boustene van die een struktuur nie in die raamwerk van die ander stof se kristalrooster inpas nie. Atome of ione wat verwante eienskappe en groottes het, is egter 'n uitsondering op hierdie reël. 'n Goeie voorbeeld is die atome van silwer en van goud, wat nie baie in terme van grootte verskil nie, en ook heelwat in hul eienskappe ooreenkom. Die twee metale het byvoorbeeld dieselfde kristalstruktuur. Silwer-atome kan daarom vryelik in die goudrooster ingebou word en die omgekeerde is ook waar. Die oplosbaarheid is onbeperk en ons kan sê dat die twee vastestowwe mengbaar is. Die vaste oplossings word elektrum genoem.^[1]

Die kristallyne struktuur van silwer en goud is eenvoudig met 'n klein eenheidsel. Minerale het dikwels 'n struktuur wat ingewikkelder is en die sel is groot. Binne die struktuur is vervanging van die een ioon deur die ander egter in bepaalde gevalle moontlik sonder dat dit die struktuur verander. In silikate is silikon dikwels aanwesig in 'n tetraëder van suurstofatome, maar dit kan vervang word deur aluminiumione wat ook in 'n tetraëdriese omringing 'tuisvoel'. Dit wil sê dat die energie van so 'n konfigurasie laag genoeg is dat dit tot 'n stabiele struktuur lei. Ander ione soos Mg²⁺ en Fe²⁺ kom veral in oktaëdriese omringing voor en kan mekaar vervang. Dieselfde minerale het daarom dikwels 'n samestelling wat van vindplek tot vindplek kan varieer. Gewoonlik sal die parameters wat die eenheidsel beskryf egter wel verander, afhanklik van byvoorbeeld die Mg/Fe-verhouding van die monster. Ook kan die voorkoms van die kristalle verander. Magnesium is kleurloos, by yster kan die kristal groen of bruin gekleurd wees, chroom rooi, mangaan pers, ensomeer.^[2]

1. ↑ Susan La-Niece, Paul Craddock Metal Plating and Patination, 1993, ISBN 0-7506-1611-3 bls 39
2. ↑ Swapna Mukherjee Applied Mineralogy: Applications in Industry and Environment, 2011, ISBN 978-94-007-1161-7, bls. 74