isomorfismo

A siderite-smithsonite-magnesite é um exemplo característico de isomorfismo.
A composição química da siderite é carbonato ferroso, a magnetite é carbonato magnésico e a smithsonite é carbonato de zinco.

Além destes minerais, que se podem considerar como termos extremos de uma série isomorfa, há outros em que coexistem os iões zinco, magnésio e ferroso na forma de carbonato.
A proporção entre os três iões intermutáveis varia de uns exemplares para outros de todas as maneiras possíveis.

Para que uma substituição isomorfa ocorra, é condição essencial a analogia entre os raios iónicos dos iões que se substituem, não devendo esta diferença relativa ultrapassar os 15%.
Outra condição que favorece as composições isomorfas é a complexidade química do mineral. Assim, o isomorfismo é frequente nos silicatos e pouco comum nos sais haloides.

Entre iões capazes de se intersubstituírem há certa afinidade química, mas esta condição é menos específica que a exigência de afinidade entre as dimensões dos correspondentes raios iónicos. Por exemplo, o Na e o H, embora quimicamente semelhantes, raramente se substituem um ao outro, em virtude de a diferença entre os seus raios iónicos ser da ordem dos 35%.

Só ocorre substituição isomorfa se cada um dos iões pode combinar-se em separado com os restantes constituintes do mineral, originando formas cristalinas iguais. Por exemplo, no caso da siderite-smithsonite-magnesite, que cristalizam todas em formas do sistema trigonal, podem apresentar isomorfismo com a calcite (CaCO³) mas não com a cerusite (PbCO³), que cristaliza no sistema ortorrômbico. Por sua vez, a cerusite apresenta isomorfismo com outros carbonatos ortorrômbicos, como a aragonite.

O termo isomorfismo, proposto em 1919 para descrever cristais com a mesma forma externa, é hoje empregue por muitos mineralogistas como sinónimo de solução sólida.