Unterschied zwischen Isomorphismus und Polymorphismus

Hauptunterschied - Isomorphismus vs. Polymorphismus

In der Natur können Elemente und Verbindungen in verschiedenen Kombinationen mit unterschiedlichen Strukturen oder Morphologien existieren. Die Struktur einer Verbindung bestimmt die meisten physikalischen Eigenschaften und manchmal auch die chemischen Eigenschaften dieser Verbindung. Der Begriff "Morphismus”Bezieht sich auf die Morphologie. Es ist das äußere Erscheinungsbild. Daher sind Isomorphismus und Polymorphismus zwei Begriffe, die zur Beschreibung der Morphologie chemischer Substanzen verwendet werden. Das Vorhandensein einer Substanz in mehr als einer kristallinen Form wird als Polymorphismus bezeichnet. Wenn diese Substanz ein einzelnes Element ist, spricht man von Allotropie und nicht von Polymorphie. Wenn zwei oder mehr verschiedene Substanzen dieselbe Morphologie aufweisen, spricht man von Isomorphie. Der Hauptunterschied zwischen Isomorphismus und Polymorphismus ist der Der Isomorphismus beschreibt das Vorhandensein der gleichen Morphologie in verschiedenen Substanzen, während der Polymorphismus das Vorhandensein verschiedener Morphologien derselben Substanz beschreibt.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Isomorphismus?
      - Definition, Erklärung mit Beispielen
2. Was ist Polymorphismus?
      - Definition, Erklärung mit Beispielen
3. Was ist der Unterschied zwischen Isomorphismus und Polymorphismus?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Allotropie, Isomorphie, Isomorphie, Mineralien, Morphologie, Polymorphie, Polymorphie

Was ist Isomorphismus?

Isomorphismus ist die Ähnlichkeit in der Kristallstruktur verschiedener Verbindungen. Diese Verbindungen werden als isomorphe Substanzen bezeichnet. In der einfachsten Definition sind isomorphe Substanzen in ihrer Form nahezu gleich.

Isomorphe Substanzen bestehen aus demselben Atomverhältnis. Daher sind die empirischen Formeln dieser isomorphen Substanzen gleich. Da diese Substanzen jedoch aus Kombinationen verschiedener Atome bestehen, unterscheiden sich die chemischen und physikalischen Eigenschaften isomorpher Substanzen voneinander. Solche Eigenschaften umfassen Masse, Dichte, chemische Reaktivität usw.

Beispiele für Isomorphismus

Einige Beispiele für Substanzen, die Isomorphie zeigen, sind unten aufgeführt.

• CaCO₃ und NaNO₃

Diese beiden Substanzen liegen in trigonaler Form vor. Das Atomverhältnis dieser isomorphen Substanzen ist gleich (1: 1: 3)..

Die physikalischen und chemischen Eigenschaften sind jedoch unterschiedlich. Beispielsweise beträgt die Molmasse von CaCO 3 100 g / Mol, während die Molmasse von NaNO 3 etwa 85 g / Mol beträgt.

• N / a₃PO₄ und N₃AsO₄

Beide Substanzen sind tetraedrisch geformt. Das Atomverhältnis beider Strukturen beträgt 3: 1: 4. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften sind jedoch unterschiedlich.

Abbildung 01: Verschiedene isomorphe Verbindungen werden zu Pyroxen zusammen kristallisiert.

Isomorphismus kann häufig in Mineralien gefunden werden. Da die Kristallstrukturen einander ähnlich sind, können diese isomorphen Substanzen manchmal zusammen kristallisiert werden. Die meisten Mineralien bestehen aus dieser Art von Struktur, bei der mehrere verschiedene Verbindungen miteinander vermischt werden, um die gleiche Kristallstruktur zu bilden. Beispiele sind Feldspat, Granat und Pyroxen. 

Was ist Polymorphismus?

Polymorphismus ist das Vorhandensein verschiedener kristalliner Formen derselben Verbindung. Mit anderen Worten, wenn eine bestimmte Verbindung in verschiedenen Formen gefunden werden kann, spricht man von Polymorphismus. Die Verbindung, die Polymorphismus zeigt, wird als polymorphe Substanz bezeichnet.

Polymorphe Substanzen weisen Ähnlichkeiten sowie Unterschiede auf. In den meisten Fällen sind die chemischen Eigenschaften dieser polymorphen Form einer bestimmten Substanz gleich, aber die physikalischen Eigenschaften können unterschiedlich sein. Die chemischen Formeln für polymorphe Formen sind jedoch gleich, da es sich um dieselbe Verbindung handelt. Zum Beispiel das CaCO₃ Verbindung kann entweder in orthorhombischer Form oder in hexagonaler Form vorliegen.

Wenn ein Element Polymorphismus zeigt, spricht man von Allotropie. Wenn ein Element in verschiedenen Anordnungsformen gefunden wird, werden diese Verbindungen Allotrope genannt. Zum Beispiel kann Kohlenstoff als Diamant oder Graphit gefunden werden. Sie haben unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften, bestehen aber nur aus Kohlenstoffatomen.

Abbildung 2: Allotrope von Kohlenstoff

Das obige Bild zeigt den Polymorphismus von Kohlenstoffelementen. Diese verschiedenen Formen oder Verbindungen werden Allotrope genannt.

Unterschied zwischen Isomorphismus und Polymorphismus

Definition

Isomorphismus: Isomorphismus ist die Ähnlichkeit in der Kristallstruktur verschiedener Verbindungen.

Polymorphismus: Polymorphismus ist das Vorhandensein verschiedener kristalliner Formen derselben Verbindung.

Gestalten

Isomorphismus: Die Kristallform isomorpher Verbindungen ist identisch.

Polymorphismus: Die Kristallform polymorpher Substanzen unterscheidet sich voneinander.

Verbindung

Isomorphismus: Der Isomorphismus betrifft zwei oder mehr Verbindungen gleichzeitig.

Polymorphismus: Polymorphismus betrifft eine Verbindung.

Elemente

Isomorphismus: Isomorphismus kann nicht in Elementen gesehen werden.

Polymorphismus: Polymorphismus kann in Elementen beobachtet werden.

Atomverhältnis

Isomorphismus: Die Atomverhältnisse isomorpher Verbindungen sind gleich.

Polymorphismus: Das Atomverhältnis von polymorphen Verbindungen kann gleich sein oder nicht.

Fazit

Einige Verbindungen können je nach Form und Zusammensetzung der Verbindung entweder als isomorph oder polymorph eingestuft werden. Wenn eine bestimmte Verbindung in verschiedenen Formen gefunden werden kann, spricht man von Polymorphismus. Wenn verschiedene Verbindungen in identischer Form gefunden werden können, spricht man von Isomorphie. Der Hauptunterschied zwischen Isomorphismus und Polymorphismus besteht darin, dass der Isomorphismus die Existenz einer Morphologie in verschiedenen Substanzen beschreibt, während der Polymorphismus die Existenz verschiedener Morphologien derselben Substanz beschreibt.

Verweise:

1. "Isomorphismus". Die Columbia Encyclopedia, 6. Auflage… Encyclopedia.com. Netz. Hier verfügbar. 8. August 2017 
2. "Polymorphismus". Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc., n. D. Netz. Hier verfügbar. 09 Aug. 2017. 

Bildhöflichkeit:

1. “SiO3-Ketten Pyrox vs Wollast” von Solid State - eigene Zeichnung, erstellt mit Diamond 3.1 (CC BY-SA 3.0) über Commons wikimedia (Cropped)
2. „Allotrope des Kohlenstoffs“ Von Mstroeck (Diskussion) (Uploads) - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia