Полиморфизм - История изменений

Виктор Слётов в 18:12, 7 апреля 2008

2008-04-07T18:12:18Z

← Предыдущая		Версия 18:12, 7 апреля 2008
Строка 9:		Строка 9:
	Переход менее стабильной модификации в более стабильную связан с преодолением энергетического барьера, который существенно меньше, если превращение происходит постепенно, путём зарождения и последующего роста в ней областей новой фазы. Барьер преодолевается за счёт тепловых флуктуаций; поэтому, если вероятность флуктуаций мала, менее устойчивая фаза может длительное время существовать в метастабильном состоянии. Например, алмаз, метастабильный при атмосферном давлении и комнатной температуре, может существовать неограниченно долго, не превращаясь в стабильный в этих условиях графит. В других веществах, наоборот, различные модификации легко переходят друг в друга при изменении температуры и др. Поскольку превращение проходит через стадию сосуществования исходной и образующейся фаз, между фазами возникает упругое взаимодействие, влияющее на развитие превращения. Эти взаимодействия особенно проявляются при мартенситных превращениях.		Переход менее стабильной модификации в более стабильную связан с преодолением энергетического барьера, который существенно меньше, если превращение происходит постепенно, путём зарождения и последующего роста в ней областей новой фазы. Барьер преодолевается за счёт тепловых флуктуаций; поэтому, если вероятность флуктуаций мала, менее устойчивая фаза может длительное время существовать в метастабильном состоянии. Например, алмаз, метастабильный при атмосферном давлении и комнатной температуре, может существовать неограниченно долго, не превращаясь в стабильный в этих условиях графит. В других веществах, наоборот, различные модификации легко переходят друг в друга при изменении температуры и др. Поскольку превращение проходит через стадию сосуществования исходной и образующейся фаз, между фазами возникает упругое взаимодействие, влияющее на развитие превращения. Эти взаимодействия особенно проявляются при мартенситных превращениях.

-	Таким образом, различают два вида полиморфизма. Первый вид, - "энантиотропия" - характеризуется обратимостью переходов полиморфных модификаций из одной в другую при определённых температурах и давлениях. Примером энантиотропии могут служить переходы [[кварц]]а в высокотемпературную разновидность SiO<sub>2</sub> - тридимит, а также переходы [[алмаз]]а в [[графит]]. Второй вид, - "монотропия", - когда одна полиморфная модификация (нестабильная) может переходить в другую (стабильную) , но обратный переход невозможен. Примером монотропии является переход [[марказит]]а в [[пирит]], а также превращение ромбического [[арагонит]]а в тригональный [[кальцит]] (при нагревании).	+	Таким образом, различают два вида полиморфизма. Первый вид, - "энантиотропия" - характеризуется обратимостью переходов полиморфных модификаций из одной в другую при определённых температурах и давлениях. Примером энантиотропии могут служить переходы [[кварц]]а в высокотемпературную разновидность SiO<sub>2</sub> - тридимит, а также переходы [[алмаз]]а в [[графит]]. Второй вид, - "[[монотропия]]", - когда одна полиморфная модификация (нестабильная) может переходить в другую (стабильную) , но обратный переход невозможен. Примером монотропии является переход [[марказит]]а в [[пирит]], а также превращение ромбического [[арагонит]]а в тригональный [[кальцит]] (при нагревании).
	Наиболее строгая [[классификация полиморфных переходов]] основана на степени и характере изменения структуры.		Наиболее строгая [[классификация полиморфных переходов]] основана на степени и характере изменения структуры.

-	Частный случай полиморфизма ~~- политипизм~~, ~~который~~ наблюдается в некоторых кристаллах со слоистой [[кристаллическая структура\|структурой]]. Политипные модификации построены из одинаковых слоёв или слоистых "пакетов" атомов и различаются способом и периодичностью наложения таких пакетов. Политипные модификации наблюдаются у [[глинистые минералы\|глинистых]] минералов, карбида кремния и др.	+	Частный случай полиморфизма, называемый [[политипия]], - наблюдается в некоторых кристаллах со слоистой [[кристаллическая структура\|структурой]]. Политипные модификации построены из одинаковых слоёв или слоистых "пакетов" атомов и различаются способом и периодичностью наложения таких пакетов. Политипные модификации наблюдаются у [[глинистые минералы\|глинистых]] минералов, карбида кремния и др.
		+
		+	'''См. также:'''
		+	*[[Классификация полиморфных переходов]]

	'''Литература:'''<br>		'''Литература:'''<br>
	*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.
-	*Вернадский В.И. Об полиморфизме, как общем свойстве материи. - "Ученые Записки Московского Университета", 1892	+	*Вернадский В. И. Об полиморфизме, как общем свойстве материи. - "Ученые Записки Московского Университета", 1892

	'''Источники:'''<br>		'''Источники:'''<br>

Eremin в 05:10, 7 апреля 2008

2008-04-07T05:10:09Z

← Предыдущая		Версия 05:10, 7 апреля 2008
Строка 10:		Строка 10:

	Таким образом, различают два вида полиморфизма. Первый вид, - "энантиотропия" - характеризуется обратимостью переходов полиморфных модификаций из одной в другую при определённых температурах и давлениях. Примером энантиотропии могут служить переходы [[кварц]]а в высокотемпературную разновидность SiO<sub>2</sub> - тридимит, а также переходы [[алмаз]]а в [[графит]]. Второй вид, - "монотропия", - когда одна полиморфная модификация (нестабильная) может переходить в другую (стабильную) , но обратный переход невозможен. Примером монотропии является переход [[марказит]]а в [[пирит]], а также превращение ромбического [[арагонит]]а в тригональный [[кальцит]] (при нагревании).		Таким образом, различают два вида полиморфизма. Первый вид, - "энантиотропия" - характеризуется обратимостью переходов полиморфных модификаций из одной в другую при определённых температурах и давлениях. Примером энантиотропии могут служить переходы [[кварц]]а в высокотемпературную разновидность SiO<sub>2</sub> - тридимит, а также переходы [[алмаз]]а в [[графит]]. Второй вид, - "монотропия", - когда одна полиморфная модификация (нестабильная) может переходить в другую (стабильную) , но обратный переход невозможен. Примером монотропии является переход [[марказит]]а в [[пирит]], а также превращение ромбического [[арагонит]]а в тригональный [[кальцит]] (при нагревании).
		+	Наиболее строгая [[классификация полиморфных переходов]] основана на степени и характере изменения структуры.

	Частный случай полиморфизма - политипизм, который наблюдается в некоторых кристаллах со слоистой [[кристаллическая структура\|структурой]]. Политипные модификации построены из одинаковых слоёв или слоистых "пакетов" атомов и различаются способом и периодичностью наложения таких пакетов. Политипные модификации наблюдаются у [[глинистые минералы\|глинистых]] минералов, карбида кремния и др.		Частный случай полиморфизма - политипизм, который наблюдается в некоторых кристаллах со слоистой [[кристаллическая структура\|структурой]]. Политипные модификации построены из одинаковых слоёв или слоистых "пакетов" атомов и различаются способом и периодичностью наложения таких пакетов. Политипные модификации наблюдаются у [[глинистые минералы\|глинистых]] минералов, карбида кремния и др.

Eremin в 09:48, 3 апреля 2008

2008-04-03T09:48:51Z

← Предыдущая		Версия 09:48, 3 апреля 2008
Строка 24:		Строка 24:
	[[Category:Минералогия]]		[[Category:Минералогия]]
	[[Category:Кристаллография]]		[[Category:Кристаллография]]
		+	[[Category:Кристаллохимия]]
	[[Category:Термины]]		[[Category:Термины]]

Виктор Слётов в 02:05, 4 марта 2008

2008-03-04T02:05:57Z

← Предыдущая		Версия 02:05, 4 марта 2008
Строка 3:		Строка 3:
	Полиморфизм является результатом того, что одни и те же [[атом]]ы и [[молекула\|молекулы]] могут образовывать в пространстве несколько устойчивых решёток. Т. к. любое малое искажение устойчивой решётки связано с увеличением её энергии, то существующие структурные состояния соответствуют энергетическим минимумам различной глубины. При Т = 0<sup>°</sup> К, наиболее вероятна a-модификация, которой отвечает глубокий минимум. При Т > 0<sup>°</sup> К термодинамическое состояние решётки определяется её свободной энергией U = Е - TS, включающей в себя наряду с энергией Е [[энтропия\|энтропийную]] часть TS (S - [[энтропия]]), связанную с тепловыми колебаниями кристаллической решётки. Имеющая меньшую энергию более прочная (a-решётка менее восприимчива к возбуждению колебаний и характеризуется более пологой зависимостью U (T). Кривые Ua(T) и Ub(T) пересекаются при некоторой температуре T<sub>0</sub>. Ниже T<sub>0</sub> более стабильна a-фаза, выше - b-фаза, T<sub>0</sub> - температура равновесия a- и b-фаз. При нагреве a-модификации выше T<sub>0</sub> она превращается в b-модификацию. При дальнейшем повышении температуры (b-модификация может стать менее стабильной, чем g-модификация, которая, в свою очередь, затем превращается в d-модификацию до тех пор, пока температура не превысит температуру плавления кристалла.		Полиморфизм является результатом того, что одни и те же [[атом]]ы и [[молекула\|молекулы]] могут образовывать в пространстве несколько устойчивых решёток. Т. к. любое малое искажение устойчивой решётки связано с увеличением её энергии, то существующие структурные состояния соответствуют энергетическим минимумам различной глубины. При Т = 0<sup>°</sup> К, наиболее вероятна a-модификация, которой отвечает глубокий минимум. При Т > 0<sup>°</sup> К термодинамическое состояние решётки определяется её свободной энергией U = Е - TS, включающей в себя наряду с энергией Е [[энтропия\|энтропийную]] часть TS (S - [[энтропия]]), связанную с тепловыми колебаниями кристаллической решётки. Имеющая меньшую энергию более прочная (a-решётка менее восприимчива к возбуждению колебаний и характеризуется более пологой зависимостью U (T). Кривые Ua(T) и Ub(T) пересекаются при некоторой температуре T<sub>0</sub>. Ниже T<sub>0</sub> более стабильна a-фаза, выше - b-фаза, T<sub>0</sub> - температура равновесия a- и b-фаз. При нагреве a-модификации выше T<sub>0</sub> она превращается в b-модификацию. При дальнейшем повышении температуры (b-модификация может стать менее стабильной, чем g-модификация, которая, в свою очередь, затем превращается в d-модификацию до тех пор, пока температура не превысит температуру плавления кристалла.

-	Сам факт перестройки кристаллической структуры при изменении внешних факторов равновесия, как полагает В. М. [[Гольдшмидт]], обусловливается не тем, что при этом меняются межатомные или межионные расстояния, а тем, что происходят сильные изменения во взаимной поляризации структурных единиц, удерживаемых в решетке электростатическими силами. В простейшем случае в момент критического состояния происходит изменение координационного числа, свидетельствующее о коренном изменении строения вещества.	+	Сам факт перестройки кристаллической структуры при изменении внешних факторов равновесия, как полагает [[Гольдшмидт, Виктор Мориц\|В. М. Гольдшмидт]], обусловливается не тем, что при этом меняются межатомные или межионные расстояния, а тем, что происходят сильные изменения во взаимной поляризации структурных единиц, удерживаемых в решетке электростатическими силами. В простейшем случае в момент критического состояния происходит изменение координационного числа, свидетельствующее о коренном изменении строения вещества.

	Каждая модификация устойчива в определённой области температуры, давления, а также других внешних условий. Фазовые диаграммы равновесия определяют области устойчивости полиморфных модификаций ([[Диаграмма состояния]]). Теоретический расчёт фазовых диаграмм основан на вычислении термодинамических характеристик, а также энергии и спектра колебаний кристаллической решётки для различных полиморфных модификаций. Например, расчёт диаграммы состояния С позволил установить, что область возникновения структуры [[алмаз]]а лежит при давлениях ~50 кбар, что облегчило путь к синтезу алмазов.		Каждая модификация устойчива в определённой области температуры, давления, а также других внешних условий. Фазовые диаграммы равновесия определяют области устойчивости полиморфных модификаций ([[Диаграмма состояния]]). Теоретический расчёт фазовых диаграмм основан на вычислении термодинамических характеристик, а также энергии и спектра колебаний кристаллической решётки для различных полиморфных модификаций. Например, расчёт диаграммы состояния С позволил установить, что область возникновения структуры [[алмаз]]а лежит при давлениях ~50 кбар, что облегчило путь к синтезу алмазов.

Виктор Слётов в 01:47, 4 марта 2008

2008-03-04T01:47:23Z

← Предыдущая		Версия 01:47, 4 марта 2008
Строка 1:		Строка 1:
	'''Полиморфизм кристаллов''' (от греч. polýmorphos - многообразный) - способность некоторых [[минерал]]ов и иных [[кристалл]]ических веществ существовать при одном и том же химическом составе в состояниях с различной атомной [[кристаллическая структура\|кристаллической структурой]]. Каждое из таких состояний (термодинамических фаз), называется полиморфной модификацией, устойчивой при определённых внешних условиях (температуре и давлении). Модификации обозначаются обычно греческими буквами a, b, g и т.д. Различие в структуре обусловливает и различие в свойствах полиморфных модификаций данного вещества. Полиморфизм был открыт в 1798г., когда было обнаружено, что СаСО<sub>3</sub> может существовать в виде 2 минералов, кристаллизующихся в различных [[сингония]]х - [[кальцит]]а и [[арагонит]]а. Полиморфизмом обладают простые вещества ([[Аллотропия]]), а также неорганические и органические соединения. Так, углерод имеет 2 модификации: кубическую ([[алмаз]]) и гексагональную ([[графит]]), резко различающиеся по физическим свойствам. Белое олово, имеющее тетрагональную объёмноцентрированную [[кристаллическая решетка\|решётку]] - пластичный [[металл]], а серое олово (низкотемпературная модификация с алмазоподобной тетрагональной решёткой) хрупкий полупроводник. Некоторые соединения, например SiO<sub>2</sub>, имеют более 2-х полиморфных модификаций. Перестройка [[кристаллическая решетка\|кристаллической решётки]] при полиморфном переходе сводится к сдвигам [[атом]]ов, изменению типа их упаковки, к поворотам некоторых структурных группировок (например, NH<sub>4</sub> и NO<sub>3</sub> в разных модификациях NH<sub>4</sub>NO<sub>3</sub>). Полиморфизм наблюдается и у [[жидкие кристаллы\|жидких кристаллов]].		'''Полиморфизм кристаллов''' (от греч. polýmorphos - многообразный) - способность некоторых [[минерал]]ов и иных [[кристалл]]ических веществ существовать при одном и том же химическом составе в состояниях с различной атомной [[кристаллическая структура\|кристаллической структурой]]. Каждое из таких состояний (термодинамических фаз), называется полиморфной модификацией, устойчивой при определённых внешних условиях (температуре и давлении). Модификации обозначаются обычно греческими буквами a, b, g и т.д. Различие в структуре обусловливает и различие в свойствах полиморфных модификаций данного вещества. Полиморфизм был открыт в 1798г., когда было обнаружено, что СаСО<sub>3</sub> может существовать в виде 2 минералов, кристаллизующихся в различных [[сингония]]х - [[кальцит]]а и [[арагонит]]а. Полиморфизмом обладают простые вещества ([[Аллотропия]]), а также неорганические и органические соединения. Так, углерод имеет 2 модификации: кубическую ([[алмаз]]) и гексагональную ([[графит]]), резко различающиеся по физическим свойствам. Белое олово, имеющее тетрагональную объёмноцентрированную [[кристаллическая решетка\|решётку]] - пластичный [[металл]], а серое олово (низкотемпературная модификация с алмазоподобной тетрагональной решёткой) хрупкий полупроводник. Некоторые соединения, например SiO<sub>2</sub>, имеют более 2-х полиморфных модификаций. Перестройка [[кристаллическая решетка\|кристаллической решётки]] при полиморфном переходе сводится к сдвигам [[атом]]ов, изменению типа их упаковки, к поворотам некоторых структурных группировок (например, NH<sub>4</sub> и NO<sub>3</sub> в разных модификациях NH<sub>4</sub>NO<sub>3</sub>). Полиморфизм наблюдается и у [[жидкие кристаллы\|жидких кристаллов]].

-	Полиморфизм является результатом того, что одни и те же [[атом]]ы и [[молекула\|молекулы]] могут образовывать в пространстве несколько устойчивых решёток. Т. к. любое малое искажение устойчивой решётки связано с увеличением её энергии, то существующие структурные состояния соответствуют энергетическим минимумам различной глубины. При Т = 0<sup>°</sup> К, наиболее вероятна a-модификация, которой отвечает глубокий минимум. При Т > 0<sup>°</sup> К термодинамическое состояние решётки определяется её свободной энергией U = Е - TS, включающей в себя наряду с энергией Е [[энтропия\|энтропийную]] часть TS (S - [[энтропия]]), связанную с тепловыми колебаниями кристаллической решётки. Имеющая меньшую энергию более прочная (a-решётка менее восприимчива к возбуждению колебаний и характеризуется более пологой зависимостью U (T). Кривые Ua(T) и Ub(T) пересекаются при некоторой температуре T<sub>0</sub>. Ниже T<sub>0</sub> более стабильна a-фаза, выше - b-фаза, T<sub>0</sub> - температура равновесия a- и b-фаз. При нагреве a-~~модификация~~ выше T0 она превращается в b. При дальнейшем повышении температуры (b-модификация может стать менее стабильной, чем g-модификация, которая, в свою очередь, затем превращается в d-модификацию до тех пор, пока температура не превысит температуру плавления кристалла.	+	Полиморфизм является результатом того, что одни и те же [[атом]]ы и [[молекула\|молекулы]] могут образовывать в пространстве несколько устойчивых решёток. Т. к. любое малое искажение устойчивой решётки связано с увеличением её энергии, то существующие структурные состояния соответствуют энергетическим минимумам различной глубины. При Т = 0<sup>°</sup> К, наиболее вероятна a-модификация, которой отвечает глубокий минимум. При Т > 0<sup>°</sup> К термодинамическое состояние решётки определяется её свободной энергией U = Е - TS, включающей в себя наряду с энергией Е [[энтропия\|энтропийную]] часть TS (S - [[энтропия]]), связанную с тепловыми колебаниями кристаллической решётки. Имеющая меньшую энергию более прочная (a-решётка менее восприимчива к возбуждению колебаний и характеризуется более пологой зависимостью U (T). Кривые Ua(T) и Ub(T) пересекаются при некоторой температуре T<sub>0</sub>. Ниже T<sub>0</sub> более стабильна a-фаза, выше - b-фаза, T<sub>0</sub> - температура равновесия a- и b-фаз. При нагреве a-модификации выше T<sub>0</sub> она превращается в b-модификацию. При дальнейшем повышении температуры (b-модификация может стать менее стабильной, чем g-модификация, которая, в свою очередь, затем превращается в d-модификацию до тех пор, пока температура не превысит температуру плавления кристалла.
		+
		+	Сам факт перестройки кристаллической структуры при изменении внешних факторов равновесия, как полагает В. М. [[Гольдшмидт]], обусловливается не тем, что при этом меняются межатомные или межионные расстояния, а тем, что происходят сильные изменения во взаимной поляризации структурных единиц, удерживаемых в решетке электростатическими силами. В простейшем случае в момент критического состояния происходит изменение координационного числа, свидетельствующее о коренном изменении строения вещества.

	Каждая модификация устойчива в определённой области температуры, давления, а также других внешних условий. Фазовые диаграммы равновесия определяют области устойчивости полиморфных модификаций ([[Диаграмма состояния]]). Теоретический расчёт фазовых диаграмм основан на вычислении термодинамических характеристик, а также энергии и спектра колебаний кристаллической решётки для различных полиморфных модификаций. Например, расчёт диаграммы состояния С позволил установить, что область возникновения структуры [[алмаз]]а лежит при давлениях ~50 кбар, что облегчило путь к синтезу алмазов.		Каждая модификация устойчива в определённой области температуры, давления, а также других внешних условий. Фазовые диаграммы равновесия определяют области устойчивости полиморфных модификаций ([[Диаграмма состояния]]). Теоретический расчёт фазовых диаграмм основан на вычислении термодинамических характеристик, а также энергии и спектра колебаний кристаллической решётки для различных полиморфных модификаций. Например, расчёт диаграммы состояния С позволил установить, что область возникновения структуры [[алмаз]]а лежит при давлениях ~50 кбар, что облегчило путь к синтезу алмазов.
Строка 7:		Строка 9:
	Переход менее стабильной модификации в более стабильную связан с преодолением энергетического барьера, который существенно меньше, если превращение происходит постепенно, путём зарождения и последующего роста в ней областей новой фазы. Барьер преодолевается за счёт тепловых флуктуаций; поэтому, если вероятность флуктуаций мала, менее устойчивая фаза может длительное время существовать в метастабильном состоянии. Например, алмаз, метастабильный при атмосферном давлении и комнатной температуре, может существовать неограниченно долго, не превращаясь в стабильный в этих условиях графит. В других веществах, наоборот, различные модификации легко переходят друг в друга при изменении температуры и др. Поскольку превращение проходит через стадию сосуществования исходной и образующейся фаз, между фазами возникает упругое взаимодействие, влияющее на развитие превращения. Эти взаимодействия особенно проявляются при мартенситных превращениях.		Переход менее стабильной модификации в более стабильную связан с преодолением энергетического барьера, который существенно меньше, если превращение происходит постепенно, путём зарождения и последующего роста в ней областей новой фазы. Барьер преодолевается за счёт тепловых флуктуаций; поэтому, если вероятность флуктуаций мала, менее устойчивая фаза может длительное время существовать в метастабильном состоянии. Например, алмаз, метастабильный при атмосферном давлении и комнатной температуре, может существовать неограниченно долго, не превращаясь в стабильный в этих условиях графит. В других веществах, наоборот, различные модификации легко переходят друг в друга при изменении температуры и др. Поскольку превращение проходит через стадию сосуществования исходной и образующейся фаз, между фазами возникает упругое взаимодействие, влияющее на развитие превращения. Эти взаимодействия особенно проявляются при мартенситных превращениях.

-	Таким образом, различают два вида полиморфизма. Первый вид, - "энантиотропия" - характеризуется обратимостью переходов полиморфных модификаций из одной в другую при определённых температурах и давлениях. Примером энантиотропии могут служить переходы [[кварц]]а в высокотемпературную разновидность SiO<sub>2</sub> - тридимит, а также переходы [[алмаз]]а в [[графит]]. Второй вид, - "монотропия", - когда одна полиморфная модификация (нестабильная) может переходить в другую (стабильную) , но обратный переход невозможен. Примером монотропии является переход [[марказит]]а в [[пирит]].	+	Таким образом, различают два вида полиморфизма. Первый вид, - "энантиотропия" - характеризуется обратимостью переходов полиморфных модификаций из одной в другую при определённых температурах и давлениях. Примером энантиотропии могут служить переходы [[кварц]]а в высокотемпературную разновидность SiO<sub>2</sub> - тридимит, а также переходы [[алмаз]]а в [[графит]]. Второй вид, - "монотропия", - когда одна полиморфная модификация (нестабильная) может переходить в другую (стабильную) , но обратный переход невозможен. Примером монотропии является переход [[марказит]]а в [[пирит]], а также превращение ромбического [[арагонит]]а в тригональный [[кальцит]] (при нагревании).

	Частный случай полиморфизма - политипизм, который наблюдается в некоторых кристаллах со слоистой [[кристаллическая структура\|структурой]]. Политипные модификации построены из одинаковых слоёв или слоистых "пакетов" атомов и различаются способом и периодичностью наложения таких пакетов. Политипные модификации наблюдаются у [[глинистые минералы\|глинистых]] минералов, карбида кремния и др.		Частный случай полиморфизма - политипизм, который наблюдается в некоторых кристаллах со слоистой [[кристаллическая структура\|структурой]]. Политипные модификации построены из одинаковых слоёв или слоистых "пакетов" атомов и различаются способом и периодичностью наложения таких пакетов. Политипные модификации наблюдаются у [[глинистые минералы\|глинистых]] минералов, карбида кремния и др.

Виктор Слётов в 00:11, 4 марта 2008

2008-03-04T00:11:58Z

← Предыдущая		Версия 00:11, 4 марта 2008
Строка 1:		Строка 1:
-	'''Полиморфизм кристаллов''' (от греч. polýmorphos - многообразный) - способность некоторых ~~минералов~~ и иных ~~кристаллических~~ веществ существовать при одном и том же химическом составе в состояниях с различной атомной [[кристаллическая структура\|кристаллической структурой]]. Каждое из таких состояний (термодинамических фаз), называется полиморфной модификацией, устойчивой при определённых внешних условиях (температуре и давлении). Модификации обозначаются обычно греческими буквами a, b, g и т.д. Различие в структуре обусловливает и различие в свойствах полиморфных модификаций данного вещества. Полиморфизм был открыт в 1798г., когда было обнаружено, что СаСО<sub>3</sub> может существовать в виде 2 минералов - [[кальцит]]а и [[арагонит]]а. Полиморфизмом обладают простые вещества (Аллотропия), а также неорганические и органические соединения. Так, углерод имеет 2 модификации: ~~[[кубическая сингония\|~~кубическую]] ([[алмаз]]) и ~~[[гексагональная сингония\|~~гексагональную]] ([[графит]]), резко различающиеся по физическим свойствам. Белое олово, имеющее тетрагональную объёмноцентрированную [[кристаллическая решетка\|решётку]] - пластичный [[металл]], а серое олово (низкотемпературная модификация с алмазоподобной тетрагональной решёткой) хрупкий полупроводник. Некоторые соединения, например SiO<sub>2</sub>, имеют более 2-х полиморфных модификаций. Перестройка кристаллической решётки при полиморфном переходе сводится к сдвигам [[атом]]ов, изменению типа их упаковки, к поворотам некоторых структурных группировок (например, NH<sub>4</sub> и NO<sub>3</sub> в разных модификациях NH<sub>4</sub>NO<sub>3</sub>). Полиморфизм наблюдается и у [[жидкие кристаллы\|жидких кристаллов]].	+	'''Полиморфизм кристаллов''' (от греч. polýmorphos - многообразный) - способность некоторых [[минерал]]ов и иных [[кристалл]]ических веществ существовать при одном и том же химическом составе в состояниях с различной атомной [[кристаллическая структура\|кристаллической структурой]]. Каждое из таких состояний (термодинамических фаз), называется полиморфной модификацией, устойчивой при определённых внешних условиях (температуре и давлении). Модификации обозначаются обычно греческими буквами a, b, g и т.д. Различие в структуре обусловливает и различие в свойствах полиморфных модификаций данного вещества. Полиморфизм был открыт в 1798г., когда было обнаружено, что СаСО<sub>3</sub> может существовать в виде 2 минералов, кристаллизующихся в различных [[сингония]]х - [[кальцит]]а и [[арагонит]]а. Полиморфизмом обладают простые вещества ([[Аллотропия]]), а также неорганические и органические соединения. Так, углерод имеет 2 модификации: кубическую ([[алмаз]]) и гексагональную ([[графит]]), резко различающиеся по физическим свойствам. Белое олово, имеющее тетрагональную объёмноцентрированную [[кристаллическая решетка\|решётку]] - пластичный [[металл]], а серое олово (низкотемпературная модификация с алмазоподобной тетрагональной решёткой) хрупкий полупроводник. Некоторые соединения, например SiO<sub>2</sub>, имеют более 2-х полиморфных модификаций. Перестройка [[кристаллическая решетка\|кристаллической решётки]] при полиморфном переходе сводится к сдвигам [[атом]]ов, изменению типа их упаковки, к поворотам некоторых структурных группировок (например, NH<sub>4</sub> и NO<sub>3</sub> в разных модификациях NH<sub>4</sub>NO<sub>3</sub>). Полиморфизм наблюдается и у [[жидкие кристаллы\|жидких кристаллов]].

-	Полиморфизм является результатом того, что одни и те же ~~атомы~~ и молекулы могут образовывать в пространстве несколько устойчивых решёток. Т. к. любое малое искажение устойчивой решётки связано с увеличением её энергии, то существующие структурные состояния соответствуют энергетическим минимумам различной глубины. При Т = 0<sup>°</sup> К, наиболее вероятна a-модификация, которой отвечает глубокий минимум. При Т > 0<sup>°</sup> К термодинамическое состояние решётки определяется её свободной энергией U = Е - TS, включающей в себя наряду с энергией Е [[энтропия\|энтропийную]] часть TS (S - [[энтропия]]), связанную с тепловыми колебаниями кристаллической решётки. Имеющая меньшую энергию более прочная (a-решётка менее восприимчива к возбуждению колебаний и характеризуется более пологой зависимостью U (T). Кривые Ua(T) и Ub(T) пересекаются при некоторой температуре T0. Ниже T0 более стабильна a-фаза, выше - b-фаза, T0 - температура равновесия a- и b-фаз. При нагреве a-модификация выше T0 она превращается в b. При дальнейшем повышении температуры (b-модификация может стать менее стабильной, чем g-модификация, которая, в свою очередь, затем превращается в d-модификацию до тех пор, пока температура не превысит температуру плавления кристалла.	+	Полиморфизм является результатом того, что одни и те же [[атом]]ы и [[молекула\|молекулы]] могут образовывать в пространстве несколько устойчивых решёток. Т. к. любое малое искажение устойчивой решётки связано с увеличением её энергии, то существующие структурные состояния соответствуют энергетическим минимумам различной глубины. При Т = 0<sup>°</sup> К, наиболее вероятна a-модификация, которой отвечает глубокий минимум. При Т > 0<sup>°</sup> К термодинамическое состояние решётки определяется её свободной энергией U = Е - TS, включающей в себя наряду с энергией Е [[энтропия\|энтропийную]] часть TS (S - [[энтропия]]), связанную с тепловыми колебаниями кристаллической решётки. Имеющая меньшую энергию более прочная (a-решётка менее восприимчива к возбуждению колебаний и характеризуется более пологой зависимостью U (T). Кривые Ua(T) и Ub(T) пересекаются при некоторой температуре T<sub>0</sub>. Ниже T<sub>0</sub> более стабильна a-фаза, выше - b-фаза, T<sub>0</sub> - температура равновесия a- и b-фаз. При нагреве a-модификация выше T0 она превращается в b. При дальнейшем повышении температуры (b-модификация может стать менее стабильной, чем g-модификация, которая, в свою очередь, затем превращается в d-модификацию до тех пор, пока температура не превысит температуру плавления кристалла.

	Каждая модификация устойчива в определённой области температуры, давления, а также других внешних условий. Фазовые диаграммы равновесия определяют области устойчивости полиморфных модификаций ([[Диаграмма состояния]]). Теоретический расчёт фазовых диаграмм основан на вычислении термодинамических характеристик, а также энергии и спектра колебаний кристаллической решётки для различных полиморфных модификаций. Например, расчёт диаграммы состояния С позволил установить, что область возникновения структуры [[алмаз]]а лежит при давлениях ~50 кбар, что облегчило путь к синтезу алмазов.		Каждая модификация устойчива в определённой области температуры, давления, а также других внешних условий. Фазовые диаграммы равновесия определяют области устойчивости полиморфных модификаций ([[Диаграмма состояния]]). Теоретический расчёт фазовых диаграмм основан на вычислении термодинамических характеристик, а также энергии и спектра колебаний кристаллической решётки для различных полиморфных модификаций. Например, расчёт диаграммы состояния С позволил установить, что область возникновения структуры [[алмаз]]а лежит при давлениях ~50 кбар, что облегчило путь к синтезу алмазов.
Строка 7:		Строка 7:
	Переход менее стабильной модификации в более стабильную связан с преодолением энергетического барьера, который существенно меньше, если превращение происходит постепенно, путём зарождения и последующего роста в ней областей новой фазы. Барьер преодолевается за счёт тепловых флуктуаций; поэтому, если вероятность флуктуаций мала, менее устойчивая фаза может длительное время существовать в метастабильном состоянии. Например, алмаз, метастабильный при атмосферном давлении и комнатной температуре, может существовать неограниченно долго, не превращаясь в стабильный в этих условиях графит. В других веществах, наоборот, различные модификации легко переходят друг в друга при изменении температуры и др. Поскольку превращение проходит через стадию сосуществования исходной и образующейся фаз, между фазами возникает упругое взаимодействие, влияющее на развитие превращения. Эти взаимодействия особенно проявляются при мартенситных превращениях.		Переход менее стабильной модификации в более стабильную связан с преодолением энергетического барьера, который существенно меньше, если превращение происходит постепенно, путём зарождения и последующего роста в ней областей новой фазы. Барьер преодолевается за счёт тепловых флуктуаций; поэтому, если вероятность флуктуаций мала, менее устойчивая фаза может длительное время существовать в метастабильном состоянии. Например, алмаз, метастабильный при атмосферном давлении и комнатной температуре, может существовать неограниченно долго, не превращаясь в стабильный в этих условиях графит. В других веществах, наоборот, различные модификации легко переходят друг в друга при изменении температуры и др. Поскольку превращение проходит через стадию сосуществования исходной и образующейся фаз, между фазами возникает упругое взаимодействие, влияющее на развитие превращения. Эти взаимодействия особенно проявляются при мартенситных превращениях.

-	Т. образом, различают два вида полиморфизма. Первый вид, - "энантиотропия" - характеризуется обратимостью переходов полиморфных модификаций из одной в другую при определённых температурах и давлениях. Примером энантиотропии могут служить переходы ~~кварца~~ в высокотемпературную разновидность SiO<sub>2</sub> - тридимит, а также переходы [[алмаз]]а в [[графит]]. Второй вид, - "монотропия", - когда одна полиморфная модификация (нестабильная) может переходить в другую (стабильную) , но обратный переход невозможен. Примером монотропии является переход [[марказит]]а в [[пирит]].	+	Таким образом, различают два вида полиморфизма. Первый вид, - "энантиотропия" - характеризуется обратимостью переходов полиморфных модификаций из одной в другую при определённых температурах и давлениях. Примером энантиотропии могут служить переходы [[кварц]]а в высокотемпературную разновидность SiO<sub>2</sub> - тридимит, а также переходы [[алмаз]]а в [[графит]]. Второй вид, - "монотропия", - когда одна полиморфная модификация (нестабильная) может переходить в другую (стабильную) , но обратный переход невозможен. Примером монотропии является переход [[марказит]]а в [[пирит]].

-	Частный случай полиморфизма - политипизм, который наблюдается в некоторых кристаллах со слоистой [[кристаллическая структура\|структурой]]. Политипные модификации построены из одинаковых ~~слоев~~ или слоистых "пакетов" атомов и различаются способом и периодичностью наложения таких пакетов. Политипные модификации наблюдаются у глинистых минералов, карбида кремния и др.	+	Частный случай полиморфизма - политипизм, который наблюдается в некоторых кристаллах со слоистой [[кристаллическая структура\|структурой]]. Политипные модификации построены из одинаковых слоёв или слоистых "пакетов" атомов и различаются способом и периодичностью наложения таких пакетов. Политипные модификации наблюдаются у [[глинистые минералы\|глинистых]] минералов, карбида кремния и др.

	'''Литература:'''<br>		'''Литература:'''<br>
Строка 16:		Строка 16:
	*Вернадский В.И. Об полиморфизме, как общем свойстве материи. - "Ученые Записки Московского Университета", 1892		*Вернадский В.И. Об полиморфизме, как общем свойстве материи. - "Ученые Записки Московского Университета", 1892

-	'''~~Источник~~:'''<br>	+	'''Источники:'''<br>
	*А. Л. Ройтбурд. Большая советская энциклопедия, изд. «Советская энциклопедия», 1969 — 1978 гг.		*А. Л. Ройтбурд. Большая советская энциклопедия, изд. «Советская энциклопедия», 1969 — 1978 гг.
-	*~~Источники в~~ интернете: http://slovari.yandex.ru/~~, http://www.oval.ru/enc/55838.html~~	+	*В интернете: http://slovari.yandex.ru/
	[[Category:Свойства минералов]]		[[Category:Свойства минералов]]
-	~~[[Category:Геохимические науки]]~~
	[[Category:Минералогия]]		[[Category:Минералогия]]
	[[Category:Кристаллография]]		[[Category:Кристаллография]]
	[[Category:Термины]]		[[Category:Термины]]

Виктор Слётов в 14:03, 1 сентября 2007

2007-09-01T14:03:34Z

← Предыдущая		Версия 14:03, 1 сентября 2007
Строка 6:		Строка 6:

	Переход менее стабильной модификации в более стабильную связан с преодолением энергетического барьера, который существенно меньше, если превращение происходит постепенно, путём зарождения и последующего роста в ней областей новой фазы. Барьер преодолевается за счёт тепловых флуктуаций; поэтому, если вероятность флуктуаций мала, менее устойчивая фаза может длительное время существовать в метастабильном состоянии. Например, алмаз, метастабильный при атмосферном давлении и комнатной температуре, может существовать неограниченно долго, не превращаясь в стабильный в этих условиях графит. В других веществах, наоборот, различные модификации легко переходят друг в друга при изменении температуры и др. Поскольку превращение проходит через стадию сосуществования исходной и образующейся фаз, между фазами возникает упругое взаимодействие, влияющее на развитие превращения. Эти взаимодействия особенно проявляются при мартенситных превращениях.		Переход менее стабильной модификации в более стабильную связан с преодолением энергетического барьера, который существенно меньше, если превращение происходит постепенно, путём зарождения и последующего роста в ней областей новой фазы. Барьер преодолевается за счёт тепловых флуктуаций; поэтому, если вероятность флуктуаций мала, менее устойчивая фаза может длительное время существовать в метастабильном состоянии. Например, алмаз, метастабильный при атмосферном давлении и комнатной температуре, может существовать неограниченно долго, не превращаясь в стабильный в этих условиях графит. В других веществах, наоборот, различные модификации легко переходят друг в друга при изменении температуры и др. Поскольку превращение проходит через стадию сосуществования исходной и образующейся фаз, между фазами возникает упругое взаимодействие, влияющее на развитие превращения. Эти взаимодействия особенно проявляются при мартенситных превращениях.
		+
		+	Т. образом, различают два вида полиморфизма. Первый вид, - "энантиотропия" - характеризуется обратимостью переходов полиморфных модификаций из одной в другую при определённых температурах и давлениях. Примером энантиотропии могут служить переходы кварца в высокотемпературную разновидность SiO<sub>2</sub> - тридимит, а также переходы [[алмаз]]а в [[графит]]. Второй вид, - "монотропия", - когда одна полиморфная модификация (нестабильная) может переходить в другую (стабильную) , но обратный переход невозможен. Примером монотропии является переход [[марказит]]а в [[пирит]].

	Частный случай полиморфизма - политипизм, который наблюдается в некоторых кристаллах со слоистой [[кристаллическая структура\|структурой]]. Политипные модификации построены из одинаковых слоев или слоистых "пакетов" атомов и различаются способом и периодичностью наложения таких пакетов. Политипные модификации наблюдаются у глинистых минералов, карбида кремния и др.		Частный случай полиморфизма - политипизм, который наблюдается в некоторых кристаллах со слоистой [[кристаллическая структура\|структурой]]. Политипные модификации построены из одинаковых слоев или слоистых "пакетов" атомов и различаются способом и периодичностью наложения таких пакетов. Политипные модификации наблюдаются у глинистых минералов, карбида кремния и др.

Виктор Слётов в 00:43, 3 февраля 2007

2007-02-03T00:43:56Z

← Предыдущая		Версия 00:43, 3 февраля 2007
Строка 17:		Строка 17:
	*А. Л. Ройтбурд. Большая советская энциклопедия, изд. «Советская энциклопедия», 1969 — 1978 гг.		*А. Л. Ройтбурд. Большая советская энциклопедия, изд. «Советская энциклопедия», 1969 — 1978 гг.
	*Источники в интернете: http://slovari.yandex.ru/, http://www.oval.ru/enc/55838.html		*Источники в интернете: http://slovari.yandex.ru/, http://www.oval.ru/enc/55838.html
-		+	[[Category:Свойства минералов]]
	[[Category:Геохимические науки]]		[[Category:Геохимические науки]]
	[[Category:Минералогия]]		[[Category:Минералогия]]
	[[Category:Кристаллография]]		[[Category:Кристаллография]]
	[[Category:Термины]]		[[Category:Термины]]

Виктор Слётов в 03:46, 27 января 2007

2007-01-27T03:46:58Z

← Предыдущая		Версия 03:46, 27 января 2007
Строка 15:		Строка 15:

	'''Источник:'''<br>		'''Источник:'''<br>
-	*Большая советская энциклопедия, изд. «Советская энциклопедия», 1969 — 1978 гг.	+	*А. Л. Ройтбурд. Большая советская энциклопедия, изд. «Советская энциклопедия», 1969 — 1978 гг.
	*Источники в интернете: http://slovari.yandex.ru/, http://www.oval.ru/enc/55838.html		*Источники в интернете: http://slovari.yandex.ru/, http://www.oval.ru/enc/55838.html

Виктор Слётов в 22:33, 26 января 2007

2007-01-26T22:33:23Z

← Предыдущая		Версия 22:33, 26 января 2007
Строка 1:		Строка 1:
-	'''Полиморфизм кристаллов''' (от греч. polýmorphos - многообразный) - способность некоторых веществ существовать в состояниях с различной атомной [[кристаллическая структура\|кристаллической структурой]]. Каждое из таких состояний (термодинамических фаз), называется полиморфной модификацией, ~~устойчиво~~ при определённых внешних условиях (температуре и давлении). Модификации обозначаются обычно греческими буквами a, b, g и т.д. Различие в структуре обусловливает и различие в свойствах полиморфных модификаций данного вещества. Полиморфизм был открыт в 1798г., когда было обнаружено, что СаСО<sub>3</sub> может существовать в виде 2 минералов - [[кальцит]]а и [[арагонит]]а. Полиморфизмом обладают простые вещества (Аллотропия), а также неорганические и органические соединения. Так, углерод имеет 2 модификации: [[кубическая сингония\|кубическую]] ([[алмаз]]) и [[гексагональная сингония\|гексагональную]] ([[графит]]), резко различающиеся по физическим свойствам. Белое олово, имеющее тетрагональную объёмноцентрированную [[кристаллическая решетка\|решётку]] - пластичный [[металл]], а серое олово (низкотемпературная модификация с алмазоподобной тетрагональной решёткой) хрупкий полупроводник. Некоторые соединения, например SiO<sub>2</sub>, имеют более 2-х полиморфных модификаций. Перестройка кристаллической решётки при полиморфном переходе сводится к сдвигам [[атом]]ов, изменению типа их упаковки, к поворотам некоторых структурных группировок (например, NH<sub>4</sub> и NO<sub>3</sub> в разных модификациях NH<sub>4</sub>NO<sub>3</sub>). Полиморфизм наблюдается и у [[жидкие кристаллы\|жидких кристаллов]].	+	'''Полиморфизм кристаллов''' (от греч. polýmorphos - многообразный) - способность некоторых минералов и иных кристаллических веществ существовать при одном и том же химическом составе в состояниях с различной атомной [[кристаллическая структура\|кристаллической структурой]]. Каждое из таких состояний (термодинамических фаз), называется полиморфной модификацией, устойчивой при определённых внешних условиях (температуре и давлении). Модификации обозначаются обычно греческими буквами a, b, g и т.д. Различие в структуре обусловливает и различие в свойствах полиморфных модификаций данного вещества. Полиморфизм был открыт в 1798г., когда было обнаружено, что СаСО<sub>3</sub> может существовать в виде 2 минералов - [[кальцит]]а и [[арагонит]]а. Полиморфизмом обладают простые вещества (Аллотропия), а также неорганические и органические соединения. Так, углерод имеет 2 модификации: [[кубическая сингония\|кубическую]] ([[алмаз]]) и [[гексагональная сингония\|гексагональную]] ([[графит]]), резко различающиеся по физическим свойствам. Белое олово, имеющее тетрагональную объёмноцентрированную [[кристаллическая решетка\|решётку]] - пластичный [[металл]], а серое олово (низкотемпературная модификация с алмазоподобной тетрагональной решёткой) хрупкий полупроводник. Некоторые соединения, например SiO<sub>2</sub>, имеют более 2-х полиморфных модификаций. Перестройка кристаллической решётки при полиморфном переходе сводится к сдвигам [[атом]]ов, изменению типа их упаковки, к поворотам некоторых структурных группировок (например, NH<sub>4</sub> и NO<sub>3</sub> в разных модификациях NH<sub>4</sub>NO<sub>3</sub>). Полиморфизм наблюдается и у [[жидкие кристаллы\|жидких кристаллов]].

	Полиморфизм является результатом того, что одни и те же атомы и молекулы могут образовывать в пространстве несколько устойчивых решёток. Т. к. любое малое искажение устойчивой решётки связано с увеличением её энергии, то существующие структурные состояния соответствуют энергетическим минимумам различной глубины. При Т = 0<sup>°</sup> К, наиболее вероятна a-модификация, которой отвечает глубокий минимум. При Т > 0<sup>°</sup> К термодинамическое состояние решётки определяется её свободной энергией U = Е - TS, включающей в себя наряду с энергией Е [[энтропия\|энтропийную]] часть TS (S - [[энтропия]]), связанную с тепловыми колебаниями кристаллической решётки. Имеющая меньшую энергию более прочная (a-решётка менее восприимчива к возбуждению колебаний и характеризуется более пологой зависимостью U (T). Кривые Ua(T) и Ub(T) пересекаются при некоторой температуре T0. Ниже T0 более стабильна a-фаза, выше - b-фаза, T0 - температура равновесия a- и b-фаз. При нагреве a-модификация выше T0 она превращается в b. При дальнейшем повышении температуры (b-модификация может стать менее стабильной, чем g-модификация, которая, в свою очередь, затем превращается в d-модификацию до тех пор, пока температура не превысит температуру плавления кристалла.		Полиморфизм является результатом того, что одни и те же атомы и молекулы могут образовывать в пространстве несколько устойчивых решёток. Т. к. любое малое искажение устойчивой решётки связано с увеличением её энергии, то существующие структурные состояния соответствуют энергетическим минимумам различной глубины. При Т = 0<sup>°</sup> К, наиболее вероятна a-модификация, которой отвечает глубокий минимум. При Т > 0<sup>°</sup> К термодинамическое состояние решётки определяется её свободной энергией U = Е - TS, включающей в себя наряду с энергией Е [[энтропия\|энтропийную]] часть TS (S - [[энтропия]]), связанную с тепловыми колебаниями кристаллической решётки. Имеющая меньшую энергию более прочная (a-решётка менее восприимчива к возбуждению колебаний и характеризуется более пологой зависимостью U (T). Кривые Ua(T) и Ub(T) пересекаются при некоторой температуре T0. Ниже T0 более стабильна a-фаза, выше - b-фаза, T0 - температура равновесия a- и b-фаз. При нагреве a-модификация выше T0 она превращается в b. При дальнейшем повышении температуры (b-модификация может стать менее стабильной, чем g-модификация, которая, в свою очередь, затем превращается в d-модификацию до тех пор, пока температура не превысит температуру плавления кристалла.