主な相違点 – 同型性 vs 多型性
自然界では、元素や化合物は異なる組み合わせで存在し、異なる構造または形態を持つことがあります。
化合物の構造によって、その化合物の物理的性質のほとんどと、場合によっては化学的性質が決定されます。
形態素」とは、その形態を指す言葉です。
外見のことである。
したがって、化学物質の形態を表す用語として、同形性と多形性があります。
ある物質が2つ以上の結晶形で存在することを多形性という。
この物質が単一の元素である場合は、多形性ではなく同素体と呼ばれる。
2つ以上の異なる物質が同じ形態を示す場合は、同型性と呼ばれる。
同形性と多形性の主な違いは、同形性が異なる物質に同じ形態が存在することを表すのに対し、多形性は同じ物質の異なる形態が存在することを表すことである。
同形異義性とは
同形性とは、異なる化合物の結晶構造が類似していることです。
このような化合物は同形性物質（isomorphous substances）と呼ばれる。
最も単純な定義では、同形態性物質とは形状がほぼ同じです。
また、同型物質とは、同じ原子比で構成された物質です。
従って、同型物質の経験式は同じです。
しかし、異なる原子の組み合わせで構成されているため、化学的・物理的性質は互いに異なる。
そのような性質には、質量、密度、化学反応性などがあります。
同型の例
同型性を示す物質の例として、以下のようなものがあります。
- CaCO3 と NaNO3
両者とも三角形の形状をしている。
これらの同型物質の原子比は同じ（1：1：3）です。
しかし、物理的・化学的性質は異なっている。
例えば、CaCO3のモル質量は100g/molであるのに対し、NaNO3のモル質量は約85g/molです。
- Na3PO4とN3AsO4
両物質とも四面体の形状をしている。
両者の原子比は3:1:4であるが、物理的・化学的性質は異なる。
図01：異なる同型性化合物が結晶化し、輝石を形成する。
鉱物には同型性がよく見受けられます。
結晶構造が似ているため、同型性物質が一緒に結晶化することがあるのです。
ほとんどの鉱物は、いくつかの異なる化合物が混ざり合い、等結晶構造を形成しているこのタイプの構造で構成されています。
長石、ガーネット、輝石などがその例です。
ポリモーフィズムとは
多形性とは、同じ化合物でも異なる結晶形が存在することである。
つまり、ある化合物が異なる形状で存在できる現象を多形性と呼ぶ。
多形性を示す化合物を多形性物質と呼ぶ。
多形物質には類似点と相違点があります。
多くの場合、これらの多形物質の化学的性質は同じであるが、物理的性質は異なることがあります。
しかし、多形体の化学式は同じ化合物であるため、同じになる。
例えば、CaCO3という化合物は斜方晶でも六方晶でも存在する。
元素が多形性を示すことを同位体という。
ある元素が異なる形の配列で存在する場合、それらの化合物は同素体と呼ばれる。
例えば、炭素にはダイヤモンドとグラファイトがあります。
これらは化学的、物理的に異なる性質を持ちますが、炭素原子のみから構成されています。
上の図は、炭素元素の多形性を示している。
このような異なる形態や化合物を同素体と呼ぶ。
同型性と多相性の違い
定義
同型性。
同型性とは、異なる化合物の結晶構造が類似していること。
多形性。
多形性とは、同じ化合物に異なる結晶形が存在すること。
形状
同型であること。
同型化合物の結晶形状は互いに同一です。
多形性。
多形性：結晶の形が互いに異なる物質。
化合物
同型性。
一度に2つ以上の化合物について同型性があります。
ポリモーフィズム。
ポリモーフィズムは1つの化合物に関するものです。
要素
同型性。
要素に同型性を見ることはできない。
多相性。
要素に多相性を見ることができる。
原子比
Isomorphismの略。
同形(isomorphous)化合物の原子比が同じであること。
多形性。
多形性：多形性化合物の原子比は同じである場合とない場合があります。
結論
化合物の中には、その形状や組成によって、同型と多型に分類されるものがあります。
ある化合物が異なる形状で見出される場合、それは多形性と呼ばれる。
一方、同じ形状で異なる化合物が存在する場合は、同型と呼ばれる。
同形性と多形性の主な違いは、同形性が異なる物質に同じ形態が存在することを表すのに対し、多形性は同じ物質に異なる形態が存在することを表すことである。
