晶体结构类质同像的条件

类质同像的条件

二、类质同像的条件

类质同像的概念明确指出，类质同像是类似质点的相互代替，不类似质点的代替将会引起晶格的破坏，分解为两种独立的矿物。形成类质同像的条件简述如下。

1.原子或离子半径相近

相互替代的离子半径相差越小，则彼此间替换能力越强，替换量越大，反之则越弱、越小。

2.离子类型相近

一般离子类型相近，形成键性相一致，才能发生类质同像替代。因为离子类型不同，极化力强弱各异。惰性气体型离子易形成离子键，而铜型离子则趋向于共价键结合。例如在硅酸盐宝石矿物中，Al—O之间和Si—O之间都主要是共价键，因而经常出现Al³⁺对Si⁴⁺的替代。又如Ca²⁺(惰性气体型)和Hg²⁺(铜型)虽然电价相同、半径相似，但因离子类型不同，所形成键性各异，所以它们之间不产生类质同像替代，这就是为什么在硅酸盐中很难发现Ca、Hg等类质同像的原因。

3.离子电价平衡

代替与被代替的离子电价数必须保持一致。因为电价不平衡将引起晶体结构的破坏。

对于异价类质同像，电价的平衡可以通过下列方式完成。

(1)电价较高的阳离子被数量较多的低价阳离子替代(如云母中3Mg²⁺替代2Al³⁺)，或者相反。

(2)成对替代，即高价阳离子替代低价阳离子的同时，另有低价阳离子替代高价阳离子，使离子总电价达到平衡，如斜长石中Na⁺+Si⁴⁺→Ca²⁺+Al³⁺;蓝宝石中Fe²⁺+Ti⁴⁺→2Al³⁺等。

(3)高价阳离子替代低价阳离子伴随高价阴离子替代低价阴离子，如磷灰石(Ca²⁺，Ce³⁺)₅［PO₄］₃(F，O)中Ce³⁺替代Ca²⁺，伴随O^2－替代F^－。

(4)低价阳离子替代高价阳离子，所亏损电价由附加阳离子平衡，如绿柱石中Li⁺→Be²⁺和Fe²⁺→Al³⁺所亏损的正电荷分别由半径较大的Cs⁺和Na⁺进入绿柱石结构通道中平衡。