 |
|
|
|
()ModernLib.Net / / / () - (. 26)
Распад изомеров чаще всего сопровождается испусканием конверсионных электронов (см. Конверсия внутренняя ) или g-квантов; в результате образуется ядро того же изотопа, но в более низком энергетическом состоянии. Иногда более вероятным является бета-распад , который приводит к возникновению изотопа другого элемента ( рис. ). Изомеры тяжёлых элементов могут распадаться путём самопроизвольного деления (см. Ядра атомного деление ). И. а. я. обусловлена особенностями структуры атомных ядер. Изомерные состояния образуются в тех случаях, когда переход ядра из состояния с большей энергией в более низкое энергетическое состояние путём испускания g-кванта затруднён. Чаще всего это связано с большим различием в значениях спинов S ядер в этих состояниях. Если при этом различие энергии в двух состояниях невелико, то вероятность испускания g-кванта становится малой и, как следствие, период полураспада возбуждённого состояния оказывается большим. Изомеры особенно часто встречаются у ядер в определённых областях значений массовых чисел (острова изомерии). Этот факт объясняет оболочечная модель ядра, которая предсказывает существование близких по энергии ядерных уровней с большим различием спинов при определённых значениях чисел протонов и нейтронов, входящих в состав ядра (см. Ядерные модели ). В некоторых случаях (например, для 180Hf) возникновение изомеров связано с существенным различием формы ядра в двух близких энергетических состояниях, что также приводит к уменьшению вероятности g-излучения. Лит.:Мухин К. Н., Введение в ядерную физику, М., 1963; Мошковский С., Теория мультипольного излучения, в кн.: Альфа-, бета- и гамма-спектроскопия, под ред. К. Зигбана, пер. с англ., в. 3, М., 1969, с. 5. Н. Н. Делягин. 
Рис. к статье Изомерия атомных ядер. Изомеры Изоме'ры,химические соединения, одинаковые по составу и молекулярной массе, но различающиеся по строению и свойствам (химическим и физическим). Подробнее см. Изомерия химических соединений. О ядерных И. см. Изомерия атомных ядер. Изометрическое мышечное сокращение Изометри'ческое мы'шечное сокраще'ние,сокращение мышцы, выражающееся в усилении её напряжения при неизменной длине (например, сокращение мышцы конечности, оба конца которой закреплены неподвижно). В организме к И. м. с. приближается напряжение, развиваемое мышцей при попытке поднять непосильный груз. Ср. Изотоническое мышечное сокращение. Изометрия Изоме'три'я(от изо... и ...метрия ) в биологии, сохранение пропорций органов и частей тела в период роста организма. Изоморфизм (матем.) Изоморфи'зм,одно из основных понятий современной математики, возникшее сначала в пределах алгебры в применении к таким алгебраическим образованиям, как группы , кольца , поля и т. п., но оказавшееся весьма существенным для общего понимания строения и области возможных применений каждого раздела математики. Понятие И. относится к системам объектов с заданными в них операциями или отношениями. В качестве простого примера двух изоморфных систем можно рассмотреть систему
Rвсех действительных чисел с заданной на ней операцией сложения
x=
x
1+
x
1и систему
Рположительных действительных чисел с заданной на ней операцией умножения
y=
y
1
y
2
.Можно показать, что внутреннее «устройство» этих двух систем чисел совершенно одинаково. Для этого достаточно систему
Rотобразить в систему
Р, поставив в соответствие числу
хиз
Rчисло
у=
a
x
(
а> 1) из Р. Тогда сумме
x=
x
1
+
x
2будет соответствовать произведение
y=
y
1
y
2чисел
членов арифметической прогрессии выражается формулой
то в Рпроизведение
членов геометрической прогрессии выражается формулой
(умножению на nв системе Rсоответствует при переходе к системе Рвозведение в n-ю степень, а делению на два - извлечение квадратного корня). Изучение свойств одной из изоморфных систем в значительной мере (а с абстрактно-математической точки зрения - полностью) сводится к изучению свойств другой. Любую систему объектов S',изоморфную системе S, можно рассматривать как «модель» системы S(«моделировать систему S при помощи системы S'») и сводить изучение самых разнообразных свойств системы Sк изучению свойств «модели» S'. Общее определение И. систем объектов с заданными на них в конечном числе отношениями между постоянным для каждого отношения числом объектов таково. Пусть даны две системы объектов Sи S',причём в первой определены отношения
а во второй - отношения
Системы S и S'с указанными в них отношениями называются изоморфными, если их можно поставить в такое взаимно однозначное соответствие
(где х -произвольный элемент S, а x' -произвольный элемент S'), что из наличия F k( x 1, x 2, ...) вытекает F' k( х' 1, х' 2, ...), и наоборот. Само указанное соответствие называется при этом изоморфным отображением, или изоморфизмом. [В приведённом выше примере в системе Rопределено отношение F( x, x 1 , x 2), где x= x 1+ x 2 ,в системе Р- отношение F'( y, y 1, y 2), где у= у 1 у 2; взаимно однозначное соответствие устанавливается по формулам у= a x, х= 1og ay.] Понятие И. возникло в теории групп, где впервые был понят тот факт, что изучение внутренней структуры двух изоморфных систем объектов представляет собой одну и ту же задачу. Аксиомы любой математической теории определяют систему объектов, изучаемую этой теорией, всегда только с точностью до И.: аксиоматически построенная математическая теория, применимая к какой-либо одной системе объектов, всегда полностью применима и к другой. Поэтому каждая аксиоматически изложенная математическая теория допускает не одну, а много «интерпретаций», или «моделей» (см., например, в ст. Геометрия , раздел Истолкование геометрии). Понятие И. включает в себя как частный случай понятие гомеоморфизма , играющее основную роль в топологии . Частным случаем И. является автоморфизм - взаимно однозначное отображение
системы объектов с заданными отношениями F k( x 1, x 2, ...) на самоё себя, при котором из F k( x 1, x 2, ...) вытекает F' k( x' 1, x' 2, ...), и наоборот. Это понятие тоже возникло в теории групп, но потом оказалось существенным в самых различных разделах математики. Лит.:Курош А. Г., Курс высшей алгебры, 3 изд., М. - Л., 1952; Энциклопедия элементарной математики, под ред. П. С. Александрова [и др.], кн. 2, М. - Л., 1951. Изоморфизм (химич.)
Изоморфи'зм(от
изо...
и греч. morphй - вид, форма), свойство веществ, аналогичных по химическому составу, кристаллизоваться в одинаковых формах. Впервые было показано немецким минералогом Э. Мичерлихом (1819) на примере KH
2PO
4, KH
2AsO
4и NH
4H
2PO
4. Вскоре было обнаружено, что первые два вещества образуют смешанные кристаллы («твёрдые растворы») с единой внешней формой при произвольном отношении P : As, в то время как в других парах аналогичные замещения ограничены количественно. Первый случай отвечает понятию «совершенный И.», а второй - понятию «ограниченный», или «несовершенный И.». Если количества замещающего элемента невелики, но существенны для поисковика минералога-геохимика, то говорят об эндокриптии (по А. Е.
Ферсману
, замещение узлов кристаллических решёток ионами того же знака, но разных свойств и мало сходных величин). Требование родственности взаимозамещающихся элементов при И. первоначально понималось как чисто химическая близость, и первые ряды изоморфных элементов (В. И.
Вернадский
; см.
Геохимия
) повторяли группы менделеевской системы с некоторыми дополнениями известных из аналитической химии групп, например Al, Cr, Fe. Выяснилось, однако, что невозможно, например, замещение Na на Rb; твёрдые растворы К- и Na-coeдинений энергично распадаются при низких температурах (распад К-, Na-полевых шпатов). Решающим для объяснения этих явлений при И. было введение (В. М.
Гольдшмидт
, 1926) представления об
ионных радиусах
, близость которых стала одним из основных условий И. У полновалентных катионов (Na
1+, Mg
2+,..., S
6+,...) ионный радиус
rбыстро уменьшается вдоль строки менделеевской системы и резко увеличивается вдоль вертикали на величины, большие чем 10-15% (экспериментальный предел для возможности И.). В результате изоморфными оказываются элементы, соседние по диагоналям (Д. И. Менделеев, А. Е. Ферсман), например ряд Na-Ca (
r
Na= 0,98
Особенно часто компенсация достигается за счёт одновременного гетеровалентного И. «в обратном направлении». В плагиоклазах замена Ca
2+на Na
1+сопровождается параллельно замещением Al
3+на Si
4+:
И. очень распространён в природе. Широким развитием изоморфных замещений объясняется сложный химический состав большинства минералов, особенно из группы силикатов.Примером совершенного И. являются минералы переменного состава, дающие непрерывные ряды: плагиоклазы, скаполиты, вольфрамиты и др. Законы изоморфного замещения объясняют распределение редких элементов, находящихся в виде примесей в горных породах и рудах. Так, значительная часть иттрия и редких земель находится в апатите, сфене и флюорите, изоморфно замещая кальций; трёхвалентный ванадий замещает в магнетите окисное железо; селен - серу в пирите и т. д. Учение об И. является основой для изучения форм нахождения элементов в горных породах и процессов концентрации и рассеяния химических элементов в земной коре. Лит.:Вернадский В. И., Очерки геохимии, 4 изд., М. - Л., 1934; Ферсман А. Е., Геохимия, 2 изд., т. 1, Л, 1934; Менделеев Д. И., Соч., т. 1, Л., 1937; Гольдшмидт В. М., Кристаллохимия, пер. с нем., Л., 1937; Сто лет периодического закона химических элементов, М., 1969. Н. В. Белов. Изоморфизм языковых планов Изоморфи'зм языковы'х пла'нов,параллелизм в организации звуковой и смысловой сторон языка (так называемых плана выражения и плана содержания ). Термин «изоморфизм» связан с именем польского языковеда Е. Куриловича, употреблявшего его для обозначения структурных аналогий между звуковыми и семантическими единицами, например слогом и предложением (обе единицы представляют собой иерархическую структуру с центральным, обязательным компонентом: гласной для слога, сказуемым для предложения, и маргинальными, факультативными компонентами: согласными для первой единицы, прочими членами предложения для второй). Идея глубокого структурного параллелизма обоих языковых планов является одной из основных идей глоссематической концепции Л. Ельмслева, основателя копенгагенской структуральной школы (см. Глоссематика ). Об И. я. п. можно говорить, если имеют в виду отношения между абстрактными единицами, т. е. типами или классами единиц, того и другого планов (например, иерархическая последовательность таких типов звуковых единиц, как дифференциальный признак, фонема, слог, фонологическое слово, структурно аналогична последовательности таких семантических единиц, как сема, семема, ономатема, предложение), но не отношения между членами этих классов (конкретными фонемами и конкретными семемами и т. п.), так как количество единиц содержания значительно превышает количество единиц выражения. Некоторые авторы считают возможным говорить об изоморфизме языковых уровней (см. Уровни языка ), подчёркивая в первую очередь необходимость применять при исследовании уровней одни и те же методы и принципы. Лит.:Ельмслев Л., Пролегомены к теории языка, в кн.: Новое в лингвистике, в. 1, М., 1960; Курилович Е., Понятие изоморфизма, в его кн.: Очерки по лингвистике, М., 1962; Макаев Э. А., К вопросу об изоморфизме, «Вопросы языкознания», 1961, № 5; Булыгина Т. В., О некоторых аналогиях в соотношениях звуковых и семантических единиц, там же, 1967, № 5. Т. В. Булыгина. Изоморфия Изоморфи'я(от изо... и греч. morphй - вид, форма), независимое появление одинаковых морфологических признаков у представителей различных далёких в систематическом отношении групп организмов. См. также Гомойология. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 |
|||||||
соответствующих
x
1
и
x
2. Обратное отображение
Рна
Rимеет при этом вид
x= log
ay.Из любого предложения, относящегося к сложению чисел системы
R, можно извлечь соответствующее ему предложение, относящееся к умножению чисел системы
Р. Например, если в
Rсумма
,
r
Ca= 1,02
), который представлен в плагиоклазах, составляющих более 50% земной коры. Эта диагональ продолжается к редкоземельным элементам, и именно благодаря постоянному изоморфному вхождению редкоземельных элементов в Са-минералы эти элементы долгое время считались двухвалентными (только Д. И. Менделеев перевёл их в III группу). Другие характерные «диагональные» пары: Li-Mg, Mo-Re, Be-Al и т. д. Если, однако, строки менделеевской системы длинные (с 32 клетками), то описанное сокращение радиусов вдоль строки заходит так далеко, что катионы одной и той же менделеевской группы выравнивают свои радиусы, т. е. у элементов одной группы, разделённых по вертикали «лантанидным сжатием», И. становится весьма ярко выраженным. Это относится к парам Ba-Ra, Zr-Hf, Nb-Ta и др. Но как ни близки между собой Nb и Ta, их легче отделить друг от друга, чем отделить от Ti, с которым они связаны диагональным изоморфизмом. Таким образом, изовалентный И. представлен намного скромнее (во всяком случае количественно), чем гетеровалентный И. Возникает вопрос, как компенсировать в структуре кристалла изменение валентности, например её увеличение при И. Ca
2+® Na
1+. Решение просто, когда элемент на середине диагонали замещается двумя соседними по разные стороны, например
Возникает вопрос, как быть с радиусами Si
4+(0,39
) и Al
3+(0,57
), различающимися на 46%. Значительная разница между радиусами не является препятствием при гетеровалентном И., так как в анионной, более отрицательной части соединений заменяют друг друга не атомы, а тетраэдрические группы, например SiO
4-
4и AlO
5-
4, в которых эффективные расстояния Si-О и Al-О (1,72 и 1,90
) разнятся всего лишь на 9%. Литий, например, в более «катионной» форме, имеющий координацию 6, замещает по правилу диагонали Mg (в биотитах); находясь же среди четырёх О, способен заменить Be в берилле: [LiO
4] ® [BeO
4]. Разобранные закономерности касаются в основном случаев изоморфных замещений между полновалентными ионами типа «благородных газов» в соединениях, которые подчиняются законам элементарной энергетики (формулы А. Ф. Капустинского). Для переходных металлов, образующих соединения существенно ковалентного типа и стремящихся создать возле себя за счёт донорско-акцепторного механизма группы электронов 8, 13-14, 18, закономерности И. иные. Так, в случае пары элементов с одним и тем же радиусом, например Zn
2+и Fe
2+, мы встречаемся с односторонним И. Цинк в своём главном соединении ZnS (сфалерит) допускает вхождение до 20% Fe, но Zn совершенно отсутствует в FeS. Причина лежит в возможности для Fe иметь как шестерную координацию, так и четверную, тогда как для Zn всегда в сульфидах - четверная координация.