Морфотропи́я (от греч. morphē - форма и trópos - поворот), изменение кристаллической структуры химического соединения при замене в его молекуле одного из атомов на соседний по группе в периодической системе элементов (например, Cl на Br). Морфотропию можно противопоставить изоморфизму.
* * *
МОРФОТРОПИЯ - МОРФОТРОПИ́Я (от греч. morphe - форма и tropos - поворот), изменение кристаллической структуры химических соединений при замене в его молекуле одного из атомов на соседний по группе в Периодической системе элементов.
В отличие от изоморфизма (см. ИЗОМОРФИЗМ (в химии)) при морфотропии наблюдается скачкообразное изменение кристаллической структуры при закономерном, постепенном изменении химического состава в ряду сходных соединений.
В ряду щелочногалоидных кристаллов LiCl, NaCl, KCl, RbCl, CsCl первые четыре соединения имеют простую кубическую решетку типа NaCl (см. Структурные типы кристаллов (см. СТРУКТУРНЫЕ ТИПЫ КРИСТАЛЛОВ)). Координационное число (см. КООРДИНАЦИОННОЕ ЧИСЛО) такой структуры равно 6, координационный полиэдр (см. КООРДИНАЦИОННЫЙ ПОЛИЭДР) (многогранник) - октаэдр, в ней каждый ион натрия (лития, калия …) окружен шестью атомами хлора. В структуре CsCl ионы цезия, окружающие ион хлора, также как и ионы хлора, окружающие ион цезия, расположены по вершинам куба, т. е. координационный многогранник - куб, а координационное число равно 8.
Наблюдаемое изменение типа структуры в ряду щелочногалоидных кристаллов объясняют результатом постепенного увеличения размеров катиона от Li до Cs, т. е. увеличением отношения радиусов rK+/rCl- , где К - катион в данном ряду. Т. е. существует предел устойчивости структур с данным координационным числом, и для каждого координационного числа существует интервал значений величины отношения rK+/rА- (определенное соотношение радиусов катиона и аниона), при которых координационное число сохраняется. Это первое правило Полинга (см. ПОЛИНГ Лайнус) для ионных структур.
Реальные радиусы атомов или ионов, составляющих кристалл, не являются постоянными величинами. Они имеют разное значение в различных веществах. Например, радиус иона Na в решетке NaCl оценивается в 1,02 ангстрем, а в кристалле металлического натрия -в 1,66 анстрем. Это связано с неравномерным распределением электронной плотности в межатомном пространстве вокруг одного и того же иона, но находящегося в различных химических связях. Поэтому в кристаллохимии используют понятие эффективного радиуса (см. Атомные радиусы (см. АТОМНЫЕ РАДИУСЫ)).
Кристаллохимический анализ структурных преобразований в морфотропных рядах химических соединений основан на установлении систематических соотношений между их кристаллическими структурами и структурно-чувствительными свойствами.