Тверді розчини

Хімічні сполуки змінного складу, що утворюються в результаті ізоморфізму, прийнято називати твердими розчинами. Залежно від механізму утворення, виділяють тверді розчини заміщення, витіснення і відбирання:

· тверді розчини заміщення утворюються, коли один вид атомів або іонів заміщається на іншій незакономірно (безладно) розміщуючись в одній і тій же атомній позиції в кристалічній структурі. Всі розглянуті вище приклади є прикладами твердих розчинів заміщення. За таким же механізмом відбувається заміщення Fe²⁺ на Zn²⁺ у структурі залізистого сфалериту - марматита (Zn, Fe) S;

· тверді розчини витіснення утворюються, коли в структурі мінералу є значні порожнечі (інтерстиції), як, наприклад, у структурі кільцевого силікату - берилу ( Be₃Al₂Si₆O₁₈);

· тверді розчини відбирання відомі для дефектних структур, в яких окремі структурні позиції зайняті не повністю. Виникнення вакансій пов'язана, як правило, з присутністю іонів змінної валентності (Fe, Mn). Найбільш відомим прикладом цього типу заміщень є піротин (Fe^1-xS).

Іони різних елементів можуть заміщати один одного в різних межах. Відповідно до цього ізоморфні заміщення поділяють за ступенем, з яким вони можуть виникнути, на повні і обмежені.

· повний ізоморфізм спостерігається в тих випадках, коли відомі всі проміжні склади між кінцевими членами ізоморфних рядів і серій твердих розчинів. Такими є ряди складів олівіну і плагіоклазів;

· обмежений ізоморфізм поширений більше. Він виражається в значних коливаннях складу багатьох мінералів, обумовлених входженням ізоморфних іонів-домішок у дану кристалічну структуру в певних межах.