În chimia în stare solidă , izomorfismul sau izomorfotropia este capacitatea diferiților compuși de a cristaliza cu ochiuri de aceeași simetrie și ai căror parametri sunt apropiați, ceea ce le permite să formeze cristale mixte.
Legea izomorfismului a fost descoperită de Eilhard Mitscherlich în 1819.
În 1818 Mitscherlich a venit la Berlin , și a lucrat în laboratorul de HF Link, pentru care a efectuat analize cu privire la fosfați și fosfiți , arsenați și arsenites , printre altele, care i -au permis să confirme opiniile JJ Berzelius . El mai observă că acești compuși cristalizează în aceleași forme.
În timp ce lucra la carbonați și calcit , a observat că unghiurile cristalelor de calcit variază în funcție de temperatură și nu se schimbă în același mod în toate direcțiile.
În cele din urmă, investigațiile sale din 1826 asupra celor două forme cristaline de sulf l-au determinat să observe, prin analogie, că calcitul și aragonitul au aceeași formulă chimică, nu aceeași formă cristalină și, prin urmare, că sunt de polimorfism : numele pe care îl dă această proprietate a anumitor cristale.
El arată apoi izomorfismul sărurilor de acid selenic cu sulfați în 1827 și, câțiva ani mai târziu, face aceeași demonstrație pentru manganați și sulfați, la fel și pentru permanganate și perclorați .
El a publicat în 1844 un articol referitor la faptul că cristalele de acid tartric și acid racemic sunt izomorfe (aceeași formă), dar acidul tartric este optic activ, în timp ce acidul racemic nu.
Izomorfismul este clasificat în patru specii:
Se spune că compușii care au același tip de structură cristalină, dar care nu dau cristale mixte, sunt izotipici .
Cele mai frecvente substituții sunt:
Definiția mineralogică este aceeași ca și în chimia în stare solidă. Se spune că două corpuri minerale sunt izomorfe dacă au o structură cristalină similară cu poziții aproape echivalente, și anume dacă au aceeași rețea cristalină și ioni componenți cu dimensiuni ionice similare sau în același raport de dimensiuni. Și halita (sare de rocă sau cristal solid NaCl ), cristalul solid silvit KCl , cristalul solid periclază MgO și cristalul Galena PbS solid sunt izomorfe. Soluțiile solide, compuși stabili și intermediari între aceste diferite corpuri minerale, sunt teoretic posibile.
În cazul mineralelor, o substituție izomorfă poate implica înlocuirea unui cation cu altul cu sarcină diferită. Acest lucru modifică dimensiunea și încărcătura electrică totală. În compensare, cationii compensatori sunt atașați la acesta.
De exemplu, un tetraedru compus din Si 4+ la centru și O 2- pe toate cele patru vârfuri are o sarcină totală de -4 e și este 0,42 Å . Dacă înlocuim Si 4+ cu Al 3+ , sarcina totală este de -5 e și măsoară 0,51 Å ( 0,64 Å cu Fe 3+ ). Acest lucru are ca efect modificarea proprietăților cristalului final.