Полиморфизм кристаллов: различия между версиями
| [непроверенная версия] | [отпатрулированная версия] |
DimaBot (обсуждение | вклад) м Бот: оформление Ш:БРЭ |
|||
| (не показано 6 промежуточных версий 6 участников) | |||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
{{другие значения|Полиморфизм}} |
{{другие значения|Полиморфизм}} |
||
'''Полиморфи́зм криста́ллов''' (от {{lang-grc|πολύμορφος}} «многообразный») |
'''Полиморфи́зм криста́ллов'''<ref>{{БРЭ |статья=Полиморфи́зм |ссылка=https://old.bigenc.ru/chemistry/text/3153633 |архив=https://web.archive.org/web/20221017180003/https://bigenc.ru/chemistry/text/3153633 |архив дата=2022-10-17 }}</ref> (от {{lang-grc|πολύμορφος}} «многообразный») — способность вещества существовать в различных [[кристаллическая структура|кристаллических структурах]], называемых ''полиморфными модификациями'' (их принято обозначать греческими буквами α, β, γ и т. д.). |
||
Характерен для различных классов веществ. Полиморфизм для [[простые вещества|простых веществ]] называют [[аллотропия|аллотропией]], но понятие полиморфизма не относят к некристаллическим аллотропным формам (таким, как газообразные O{{sub|2}} и O{{sub|3}}). |
Характерен для различных классов веществ. Полиморфизм для [[простые вещества|простых веществ]] называют [[аллотропия|аллотропией]], но понятие полиморфизма не относят к некристаллическим аллотропным формам (таким, как газообразные O{{sub|2}} и O{{sub|3}}). |
||
Частный случай полиморфизма, характерный для соединений со слоистой структурой |
Частный случай полиморфизма, характерный для соединений со слоистой структурой — ''[[Политипия|политипи́зм]]'' (''политипи́я''). Такие модификации, политипы, отличаются между собой лишь порядком чередования атомных слоёв. |
||
== История открытия == |
== История открытия == |
||
| Строка 10: | Строка 10: | ||
== Причины возникновения полиморфизма == |
== Причины возникновения полиморфизма == |
||
Полиморфизм объясняется тем, что одни и те же атомы вещества могут образовывать различные устойчивые кристаллические решётки, соответствующие минимумам на поверхности [[энергия Гиббса|энергии Гиббса]]. Стабильной модификации отвечает глобальный минимум, метастабильным |
Полиморфизм объясняется тем, что одни и те же атомы вещества могут образовывать различные устойчивые кристаллические решётки, соответствующие минимумам на поверхности [[энергия Гиббса|энергии Гиббса]]. Стабильной модификации отвечает глобальный минимум, метастабильным — локальные минимумы. При повышении температуры более прочная [[кристаллическая решётка]] низкотемпературной модификации может характеризоваться меньшей энтропией за счёт того, что она менее восприимчива к возбуждению тепловых колебаний, поэтому другая модификация, характеризующаяся более крутой зависимостью энергии Гиббса от температуры, становится более выгодной. |
||
== [[Термодинамика]] и [[кинетика]] полиморфизма == |
== [[Термодинамика]] и [[Физическая кинетика|кинетика]] полиморфизма == |
||
При |
При заданных условиях ([[температура]], [[давление]] и др.) одна из модификаций является термодинамически стабильной, другие — метастабильными. При изменении условий может оказаться стабильной другая модификация. Условия, при которых стабильна каждая из модификаций, изображаются на [[фазовая диаграмма|фазовой диаграмме]] соответствующего вещества. Переход из метастабильной модификации в стабильную, выгодную термодинамически, не всегда можно наблюдать на практике, так как он зачастую связан с кинетическими затруднениями. Примером является [[алмаз]], полиморфная модификация [[углерод]]а, которая при [[Стандартные условия|нормальных условиях]] метастабильна, но существует неограниченно долго. Это объясняется тем, что для перестройки кристаллической решётки требуется преодолеть [[энергетический барьер]]. Во многих случаях удаётся закалить высокотемпературную модификацию до комнатной температуры. Не удаётся закалить высокотемпературную фазу в случае [[мартенситное превращение|мартенситных превращений]], характеризующихся бездиффузионным переходом. |
||
== Литература == |
== Литература == |
||
{{примечания}} |
|||
* {{Из БСЭ}} |
|||
* {{БСЭ3 |статья=Полиморфизм |том=20 |страницы=604—607 |автор=Ройтбурд А. Л. }} |
|||
* Верма А. Рам., Кришна П., Полиморфизм и политипизм в кристаллах, [пер. с англ.], М., 1969; |
* Верма А. Рам., Кришна П., Полиморфизм и политипизм в кристаллах, [пер. с англ.], М., 1969; |
||
* Бокий Г. Б., Кристаллохимия, 3 изд., М., 1971. |
* Бокий Г. Б., [[Кристаллохимия]], 3 изд., М., 1971. |
||
* Базаров И. П., Геворкян Э. В., Котенок В. В. Статистическая теория полиморфных превращений. - {{М.}}, [[МГУ]], 1978. - 118 c. |
|||
== См. также == |
== См. также == |
||
Текущая версия от 23:17, 12 июля 2024
Полиморфи́зм криста́ллов[1] (от др.-греч. πολύμορφος «многообразный») — способность вещества существовать в различных кристаллических структурах, называемых полиморфными модификациями (их принято обозначать греческими буквами α, β, γ и т. д.).
Характерен для различных классов веществ. Полиморфизм для простых веществ называют аллотропией, но понятие полиморфизма не относят к некристаллическим аллотропным формам (таким, как газообразные O2 и O3).
Частный случай полиморфизма, характерный для соединений со слоистой структурой — политипи́зм (политипи́я). Такие модификации, политипы, отличаются между собой лишь порядком чередования атомных слоёв.
История открытия
[править | править код]Открыт в 1798 году М. Клапротом на примере карбоната кальция, для которого были обнаружены две модификации кальцит и арагонит.
Причины возникновения полиморфизма
[править | править код]Полиморфизм объясняется тем, что одни и те же атомы вещества могут образовывать различные устойчивые кристаллические решётки, соответствующие минимумам на поверхности энергии Гиббса. Стабильной модификации отвечает глобальный минимум, метастабильным — локальные минимумы. При повышении температуры более прочная кристаллическая решётка низкотемпературной модификации может характеризоваться меньшей энтропией за счёт того, что она менее восприимчива к возбуждению тепловых колебаний, поэтому другая модификация, характеризующаяся более крутой зависимостью энергии Гиббса от температуры, становится более выгодной.
Термодинамика и кинетика полиморфизма
[править | править код]При заданных условиях (температура, давление и др.) одна из модификаций является термодинамически стабильной, другие — метастабильными. При изменении условий может оказаться стабильной другая модификация. Условия, при которых стабильна каждая из модификаций, изображаются на фазовой диаграмме соответствующего вещества. Переход из метастабильной модификации в стабильную, выгодную термодинамически, не всегда можно наблюдать на практике, так как он зачастую связан с кинетическими затруднениями. Примером является алмаз, полиморфная модификация углерода, которая при нормальных условиях метастабильна, но существует неограниченно долго. Это объясняется тем, что для перестройки кристаллической решётки требуется преодолеть энергетический барьер. Во многих случаях удаётся закалить высокотемпературную модификацию до комнатной температуры. Не удаётся закалить высокотемпературную фазу в случае мартенситных превращений, характеризующихся бездиффузионным переходом.
Литература
[править | править код]- ↑ Полиморфи́зм : [арх. 17 октября 2022] // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
- Полиморфизм / Ройтбурд А. Л. // Плата — Проб. — М. : Советская энциклопедия, 1975. — С. 604—607. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 20).
- Верма А. Рам., Кришна П., Полиморфизм и политипизм в кристаллах, [пер. с англ.], М., 1969;
- Бокий Г. Б., Кристаллохимия, 3 изд., М., 1971.
- Базаров И. П., Геворкян Э. В., Котенок В. В. Статистическая теория полиморфных превращений. - М., МГУ, 1978. - 118 c.
