主要区别——同构与多态

在自然界中，元素和化合物可以以不同的组合存在，具有不同的结构或形态。化合物的结构决定了该化合物的大部分物理性质，有时也决定了化学性质。术语“态射”是指形态学。这是外观。因此，同构性和多态性是用来描述化学物质形态的两个术语。一种物质以一种以上的结晶形式存在被称为多晶型现象。如果该物质是单一元素，则称为同素异形性而不是多态性。如果两种或多种不同的物质表现出相同的形态，则称为同构。同构和多态的主要区别在于 同构描述了不同物质中存在相同的形态，而多态性描述了相同物质的不同形态的存在。

涵盖的关键领域

1.什么是同构 – 定义，举例说明 2.什么是多态 – 定义，举例说明 3.同构和多态的区别是什么 – 主要差异的比较

关键词：同素异形、同晶、同晶、矿物、形态学、多晶、多晶

什么是同构

同构是不同化合物晶体结构的相似性。这些化合物称为同晶物质。在最简单的定义中，同晶物质的形状几乎相同。

同晶物质由相同的原子比组成。因此，这些同晶物质的经验公式是相同的。但是，由于这些物质是由不同的原子组合而成，因此同晶物质的化学和物理性质各不相同。这些特性包括质量、密度、化学反应性等。

同构的例子

显示同构的物质的一些示例如下所示。

这两种物质都以三角形的形式存在。这些同晶物质的原子比是相同的（1:1:3）。

但物理和化学性质不同。例如，CaCO3 的摩尔质量为 100 g/mol，而 NaNO3 的摩尔质量约为 85 g/mol。

两种物质都是四面体形状。两种结构的原子比为3:1:4。但物理化学性质不同。

图 01：不同的同晶化合物一起结晶形成辉石。

矿物中经常可以发现同构现象。由于晶体结构彼此相似，这些同晶物质有时可以结晶在一起。大多数矿物都是由这种类型的结构组成的，这种结构将几种不同的化合物混合在一起，形成相同的晶体结构。一些例子包括长石、石榴石和辉石。

什么是多态

多晶现象是指同一化合物存在不同的晶型。换句话说，如果可以发现一种特定的化合物呈不同的形状，这种现象称为多态性。表现出多态性的化合物称为多晶型物质。

多晶型物质既有相似之处，也有不同之处。大多数时候，特定物质的这些多晶型物的化学性质是相同的，但物理性质可能不同。但是，多晶型的化学式是相同的，因为它是同一种化合物。例如，碳酸钙₃ 化合物可以以斜方形式或六方形式存在。

当元素表现出多态性时，称为同素异形性。当一种元素以不同的排列形式存在时，这些化合物称为同素异形体。例如，碳可以以金刚石或石墨的形式存在。它们具有不同的化学和物理性质，但仅由碳原子组成。

图 2：碳的同素异形体

上图显示了碳元素的多态性。这些不同的形式或化合物称为同素异形体。

同构与多态的区别

定义

同构： 同构是不同化合物晶体结构的相似性。

多态： 多晶现象是同一化合物的不同晶型的存在。

形状

同构： 同构化合物的晶体形状彼此相同。

多态： 多晶型物质的晶体形状各不相同。

化合物

同构： 同构同时涉及两个或多个化合物。

多态： 多态性涉及一种化合物。

元素

同构： 在元素中看不到同构。

多态： 在元素中可以观察到多态性。

原子比

同构： 同晶化合物的原子比相同。

多态： 多晶型化合物的原子比可能相同也可能不同。

结论

根据化合物的形状和组成，一些化合物可分为同晶型或多晶型。如果可以发现特定化合物具有不同的形状，则称为多态性。如果可以在相同的形状中找到不同的化合物，则称为同构。同构与多态的主要区别在于，同构描述了不同物质中存在相同的形态，而多态性描述了同一物质的不同形态的存在。

参考：

1.“同构”。哥伦比亚百科全书，第 6 版…百科全书.com。网。在这里可用。 2017 年 8 月 8 日 2. “多态性”。大英百科全书。大英百科全书, Inc., n.d.网。在这里可用。 2017 年 8 月 9 日。

图片提供：

1. Solid State 的“SiO3 链 Pyrox vs Wollast” – 自己的绘图，使用 Diamond 3.1 (CC BY-SA 3.0) 通过 Commons wikimedia 创建（裁剪） 2. Mstroeck 的“Allotropes of Carbon”（谈话）（上传）– 拥有通过 Commons Wikimedia 工作（CC BY-SA 3.0）