Поліморфізм (у фізиці)

Поліморфізм (від грец. Polýmorphos - різноманітний) у фізиці, мінералогії, хімії, здатність деяких речовин існувати в станах з різною атомною кристалічною структурою. Кожне з таких станів (термодинамічних фаз), називається поліморфною модифікацією, стійко при певних зовнішніх умовах (температурі і тиску). Модифікації позначаються зазвичай грецькими буквами a, b, g і т. Д. Різниця в структурі обумовлює і відмінність у властивостях поліморфних модифікацій даної речовини. П. був відкритий в 1798, коли було виявлено, що СаСО3 може існувати у вигляді 2 мінералів - кальциту і арагоніта. П. володіють прості речовини (див. Аллотропия), а також неорганічні і органічні сполуки. Так, вуглець має 2 модифікації: кубічну (алмаз) і гексагональну (графіт), що різко розрізняються за фізичними властивостями. Біле олово, що має тетрагональную об'емноцентрірованную грати - пластичний метал, а сіре олово (низькотемпературна модифікація з алмазоподобной тетрагональной гратами) крихкий напівпровідник. Деякі сполуки, наприклад SiO2, мають більше 2-х поліморфних модифікацій. Перебудова кристалічної решітки при полиморфном переході зводиться до зрушень атомів, зміни типу їх упаковки, до поворотів деяких структурних угруповань (наприклад, NH4 і NO3 в різних модифікаціях NH4NO3).П. спостерігається і у рідких кристалів.

П. є результатом того, що одні й ті ж атоми і молекули можуть утворювати в просторі кілька стійких грат. Т. к. Будь-яке мале спотворення стійкою решітки пов'язано зі збільшенням її енергії, то існуючі структурні стани відповідають енергетичним мінімумам різної глибини (див. рис. ). При Т = 0 К, найбільш імовірна a-модифікація, якій відповідає глибокий мінімум. При Т> 0 К термодинамічний стан грат визначається її вільною енергією U = Е - TS, що включає в себе поряд з енергією Е ентропійних частина TS (S - ентропія), пов'язану з тепловими коливаннями кристалічної решітки. Має меншу енергію міцніша (a-решітка менш сприйнятлива до порушення коливань і характеризується пологішій залежністю U (T). Криві Ua (T) і Ub (T) перетинаються при деякій температурі T0. Нижче T0 стабільніша a-фаза, вище - b-фаза, T0 - температура рівноваги a- і b-фаз. При нагріванні a-модифікація вище T0 вона перетворюється в b. При подальшому підвищенні температури (b-модифікація може стати менш стабільною, ніж g-модифікація, яка, в свою чергу , потім перетворюється в d-модифікацію до тих пір, поки температура не перевищить температуру плавлення кристала.

Кожна модифікація стійка в певній галузі температури, тиску, а також ін. зовнішніх умов. Фазові діаграми рівноваги визначають області стійкості поліморфних модифікацій (див. Діаграма стану). Теоретичний розрахунок фазових діаграм заснований на обчисленні термодинамічних характеристик, а також енергії і спектру коливань кристалічної решітки для різних поліморфних модифікацій.Наприклад, розрахунок діаграми стану З дозволив встановити, що область виникнення структури алмазу лежить при тиску ~ 50 кбар, що полегшило шлях до синтезу алмазів.

Перехід менш стабільною модифікації в стабільнішу пов'язаний з подоланням енергетичного бар'єру, який істотно менше, якщо перетворення відбувається поступово, шляхом зародження і подальшого зростання в ній областей нової фази. Бар'єр долається за рахунок теплових флуктуацій; тому, якщо ймовірність флуктуацій мала, менш стійка фаза може тривалий час існувати в метастабільних станів. Наприклад, алмаз, метастабільний при атмосферному тиску і кімнатній температурі, може існувати необмежено довго, не перетворюючись на стабільний в цих умовах графіт. В інших речовинах, навпаки, різні модифікації легко переходять один в одного при зміні температури і ін. Оскільки перетворення проходить через стадію співіснування вихідної і утворюється фаз, між фазами виникає пружне взаємодія, що впливає на розвиток перетворення. Ці взаємодії особливо проявляються при мартенситних перетвореннях.

Окремий випадок П. - політіпізм, який спостерігається в деяких кристалах з шаруватою структурою. Политипние модифікації побудовані з однакових шарів або шаруватих "пакетів" атомів і розрізняються способом і періодичністю накладення таких пакетів. Политипние модифікації спостерігаються у глинистих мінералів, карбіду кремнію і ін.


Літ. : Верма А. Рам. , Крішна П., Поліморфізм і політіпізм в кристалах, [пер. з англ.], М., 1969; Бокий Г. Б., Кристаллохимия, 3 вид. , М., 1971.

А. Л. Ройтбурд.

Велика радянська енциклопедія.- М.: Радянська енциклопедія. 1969-1978.

Популярні Пости

Рекомендуємо, 2018

Паропамиз
Велика радянська енциклопедія

Паропамиз

Гірська система на С. -3. Афганістану (північні передгір'я - Бадхиз і Карабиль заходять на територію Туркменської РСР). Входить до складу північних окраїнних гір Іранського нагір'я. Складається з субширотно розташованих хребтів (Банді-Туркестан, Сафедкох, Сіахкох і ін.), розділених поздовжніми долинами верхніх течій рр.
Читати Далі
50679
Довідник ГОСТів

50679

ГОСТ Р 50679 {- 94 (ІСО 2721-82)} Фотографія. Камера. Автоматичний контроль експозиції. ОКС: 37. 040. 10 КГС: К96 Фотоапарати та апаратура для збільшення і обробки фотознімків Дія: З 01. 07. 95 Текст документа: ГОСТ Р 50679 "Фотографія. Камера. Автоматичний контроль експозиції. " Довідник ГОСТів. 2009.
Читати Далі
Молочні суміші
Велика радянська енциклопедія

Молочні суміші

Різні види їжі з молока тварин, що застосовуються для догодовування і штучного вигодовування (Див. Вигодовування) грудних дітей. М. с. поділяють на 3 основні групи: прості, кислі і складні, або калорійні. Прості М. с. отримують розведенням молока водою або відваром круп; якщо розводять водою, суміш позначають цифрами (1, 2, 3); при розведенні його круп'яними (рисовий, гречаний, вівсяний) відварами суміш позначають буквами: А 1 / 3 молока і 2 / 3 відвару ), Б (відповідно 1 / 2 і 2 / 3 ), В 2 / 3
Читати Далі
Пила камнерезная
Велика радянська енциклопедія

Пила камнерезная

Робочий орган каменерізної машини (Див. Каменерізні машини). П. к. Підрозділяються на дискові, кільцеві фрези, ланцюгові бари, канатні пили (Див. Канатна пила). Дискові пилки для різання м'яких порід (вапняки, туфи) виготовляються з листової сталі діаметром 800-2000 мм, товщиною 10-20 мм. По колу диска встановлюються ріжучі зубки (різці) з кроком 80-120 мм, армовані твердосплавними пластинками.
Читати Далі
Приаргунск
Велика радянська енциклопедія

Приаргунск

Селище міського типу, центр Пріаргунского району Читинської області РРФСР. Розташований поблизу впадання р. Урулюнгуй в р. Аргунь. Ж.-д. станція в 595 км до Ю. -В. від Чити. Приаргунск ТЕЦ, маслозавод, цегельний завод. Велика радянська енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. 1969-1978.
Читати Далі
Позитивне підтвердження
Фінансовий словник

Позитивне підтвердження

Позитивне підтвердження Позитивне підтвердження - офіційний документ, який аудитор компанії посилає її клієнтів з проханням підтвердження всіх платежів. По-англійськи: Positive confirmation Див. також: Аудиторські вибірки Фінансовий словник Фінам. .
Читати Далі
Сарапульцева Анастасія (Вікторівна)
Фінансовий словник

Сарапульцева Анастасія (Вікторівна)

Сарапульцева Анастасія (Вікторівна) Head of Equity Research Darstell Invest FG Народилася в 1981 році в Красноярську. Закінчила Державний університет Вища школа економіки (Пермський філія) за фахом "економіст". Працювала в ЗАТ "Пермська фондова компанія" адміністратором брокерських операцій, ТОВ "ІК" ВІТУС "- керуючим портфелем; аналітиком з хімії та нафтохімії в ІК" ФІНАМ ".
Читати Далі