• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Polimorfizm - krystalografia

    Przeczytaj także...
    Alotropia – zjawisko występowania, w tym samym stanie skupienia, różnych odmian tego samego pierwiastka chemicznego, różniących się właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Odmiany alotropowe pierwiastka mogą różnić się między sobą strukturą krystaliczną lub liczbą atomów w cząsteczce.Układ rombowy - układ krystalograficzny, w którym trzy osie różnej długości są w stosunku do siebie prostopadłe.
    Diament – minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Nazwa pochodzi od stgr. ἀδάμας adamas (dopełniacz ἀδάμαντος adamantos, łac. diamentum) = "niepokonany, niezniszczalny" i nawiązuje do wyjątkowej twardości tego minerału. Jest najtwardszą znaną substancją z występujących w przyrodzie.

    Polimorfizm (wielopostaciowość, różnopostaciowość) – zjawisko występowania różnych odmian krystalograficznych tej samej substancji chemicznej. Występuje ono wtedy, gdy ta sama substancja może występować w dwóch lub nawet kilku formach krystalicznych.

    Sanidyn – minerał z grupy krzemianów, rzadki. Jest to jedna z trzech (oprócz ortoklazu i mikroklinu) odmian polimorficznych skalenia potasowego.Mikroklin – minerał z grupy krzemianów. Jest to jedną z trzech (oprócz sanidynu i ortoklazu) odmian polimorficznych skalenia potasowego. Jest minerałem bardzo pospolitym; stanowi ważny składnik pegmatytów i skał metamorficznych.

    Odmiany polimorficzne nie są różnymi stanami skupienia, ale są różnymi fazami materii, przejścia z jednej odmiany do drugiej są przemianami fazowymi pierwszego rzędu. Głównymi czynnikami mającymi wpływ na polimorfizm są ciśnienie i temperatura. Nie zachodzą one jednak w ściśle określonych temperaturach, lecz są zależne od termicznej historii próbek. Powoduje to, że dany związek może występować w dwóch różnych odmianach polimorficznych w tej samej temperaturze. Istnieje też możliwość uzyskiwania różnych form polimorficznych poprzez krystalizację związków chemicznych w ściśle określony sposób.

    Węglik krzemu (karborund) - materiał ceramiczny z grupy węglików o ogólnym wzorze SiC. Występuje w naturze jako niezwykle rzadki minerał moissanit. Istnieją jego dwie odmiany krystaliczne α i β.Układ heksagonalny – układ krystalograficzny, w którym trzy z czterech osi leżą w jednej płaszczyźnie, mają jednakową długość, a kąt między nimi wynosi 120°. Czwarta oś jest osią sześciokrotną, ma inną niż pozostałe długość i jest do nich prostopadła.

    Występowanie odmian polimorficznych pierwiastków chemicznych jest jedną z form alotropii.

    Pierwszą osobą, która rozpoznała polimorfizm był Eilhardt Mitscherlich, w 1820 roku. Natomiast w 1832 roku Friedrich Wohler oraz Justus Liebig, jako pierwsi, opisali benzamid jako przykład polimorfizmu w organicznej substancji stałej. Wraz z rozwojem technik analitycznych charakterystyka polimorfizmu stała się o wiele łatwiejszym zjawiskiem do badania.

    Skalenie potasowe - minerały z gromady krzemianów zaliczane do grupy skaleni alkalicznych. Te zaś z plagioklazami tworzą grupę skaleni.Stan skupienia materii – podstawowa forma, w jakiej występuje substancja, określająca jej podstawowe właściwości fizyczne. Właściwości substancji wynikają z układu oraz zachowania cząsteczek tworzących daną substancję. Bardziej precyzyjnym określeniem form występowania substancji jest faza materii.

    Typy przemian polimorficznych[ | edytuj kod]

    Polimorfizm z przemieszczeniem

    Przykłady (podane niżej przemiany są odwracalne, to znaczy polimorfizm z przemieszczeniem zachodzi zarówno w kierunku kwarc α → kwarc β, jak i kwarc β → kwarc α):

  • SiO2:
  • kwarc α w kwarc β
  • trydymit α w trydymit β
  • krystobalit α w krystobalit β
  • FeS2: piryt w markasyt
  • SiC: heksagonalny węglik krzemu α w regularny węglik krzemu β
  • Polimorfizm z przebudową

    Następuje tu zerwanie wiązań i zasadnicza przebudowa sieci. Zachodzą one powoli i z dużym oporem. Przykłady:

    Grafit – pospolity i szeroko rozpowszechniony minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Stosowany jako naturalny suchy smar. Jest – obok diamentu i fulerytu – odmianą alotropową węgla. Nazwa pochodzi od gr. graphein = pisać, nawiązuje do tradycyjnego zastosowania tego minerału.Andaluzyt – rzadki minerał należący do grupy krzemianów. Jego nazwa pochodzi od Andaluzji (Hiszpania), gdzie po raz pierwszy minerał ten znaleziono (Delametherie 1789 r.).
  • C: grafit (układ heksagonalny) w diament (układ regularny)
  • SiO2: kwarc α w trydymit α w krystobalit α
  • CaCO3: kalcyt (układ trygonalny) w aragonit (układ rombowy)
  • Al2SiO5: andaluzyt w sillimanit w kyanit (dysten)
  • Polimorfizm typu porządek–nieporządek

    Jest to specyficzna forma przemiany zachodzącej w wyniku nierównowagi sieciowej, gdy atomy mogą się wzajemnie zastępować. Dobrym przykładem są skalenie potasowe: w sanidynie atomy Al i Si są nieuporządkowane, zaś w mikroklinie uporządkowane.

    Krystalografia (od greckich słów κρύσταλλος krystallos – „lód”, które później zaczęło oznaczać także kryształ górski i inne kryształy, oraz γράφω grapho – „piszę”) – dział nauki zajmujący się opisem, klasyfikacją i badaniem kryształów, krystalitów oraz substancji o strukturze częściowo uporządkowanej. Jej zakres pokrywa się częściowo z mineralogią, fizyką ciała stałego, chemią i materiałoznawstwem.Substancja chemiczna (substancja czysta, chemikalia (tylko l.mn.)) – substancja jednorodna, o stałym, określonym składzie chemicznym, jakościowym (co do rodzaju atomów pod względem liczby atomowej i ewentualnie, co do poszczególnych rodzajów atomów w cząsteczce) i najczęściej także ilościowym (liczby atomów różnych rodzajów w cząsteczce); zbiór atomów lub cząsteczek spełniających kryterium stałości składu.
    Politypia

    Jest to szczególny rodzaj polimorfizmu. Identyczne warstwy sieci krystalicznej układają się na sobie w odmienny sposób. Najczęściej nie ma to jednak wpływu na ich właściwości fizyczne, natomiast zmienia się często wygląd lub struktura. Modyfikacje politypowe są najczęstsze wśród minerałów o strukturze warstwowej.

    Trydymit – minerał z gromady krzemianów. Nazwa pochodzi od gr. tridymos = potrójny; zawdzięcza swoją nazwę szczególnie częstemu występowaniu w formie trojaków, ale spotyka się również bliźniaki i zbliźniaczenia wielokrotne.Politypia – rodzaj polimorfizmu. Polega na tym, że identyczne warstwy sieci krystalicznej tego samego minerału układają się na sobie w różnoraki sposób. Skutkiem tego są osobne minerały o różnym typie strukturalnym. Pociąga to za sobą także zmianę okresu identyczności sieci krystalicznej w kierunku prostopadłym do płaszczyzny warstwy, czyli zgodnie z osią krystalograficzną Z. Okres identyczności (period identyczności) jest wielokrotnością grubości pojedynczej warstwy.

    Zastosowania[ | edytuj kod]

    Polimorfizm w kryształach molekularnych daje nam możliwość zbadania zależności między strukturą krystaliczną a wykazywanymi właściwościami. Przykładem takiego polimorfu, który wykazuje różne właściwości fotochemiczne jest kwas cynamonowy.

    Materiały polimorficzne są wykorzystywane zwłaszcza w produktach farmaceutycznych, środkach agrochemicznych, pigmentach i barwnikach oraz materiałach wybuchowych.

    Przemiana fazowa (przejście fazowe) – proces termodynamiczny, polegający na przejściu jednej fazy termodynamicznej w drugą, zachodzący w kierunku zapewniającym zmniejszenie energii swobodnej układuKyanit (cyjanit, dysten) – polimorficzna odmiana krzemianu glinu (Al2O3·SiO2), minerał z grupy krzemianów wyspowych zaliczany do glinokrzemianów.

    Bibliografia[ | edytuj kod]

  • A. Bolewski, J. Kubisz, W. Żabiński: Mineralogia ogólna II, Wyd. Geologiczne 1981 s.134–138.
  • J. Żaba: Ilustrowana encyklopedia skał i minerałów, Wyd. Videograf II, s. 353 i 354.
  • Desiraju, G.R., Vittal, J.J., Ramanan, A., Crystal Engineering a Textbook, World Scientific, 2011
  • Krystobalit (cristobalit) – stosunkowo rzadki minerał należący do gromady krzemianów; ceniony w kręgach jubilerskich. Nazwa pochodzi od Cerro San Cristobal w Meksyku, gdzie minerał ten został znaleziony (1884 r.).Krzem (Si, łac. silicium) – pierwiastek chemiczny, z grupy półmetali w układzie okresowym. Izotopy stabilne krzemu to Si, Si i Si. Wartościowość: 4 (w większości związków), 5 i 6. Krzem (monokryształy krzemu) jest wykorzystywany powszechnie w przemyśle elektronicznym.




    Warto wiedzieć że... beta

    Układ regularny (sześcienny) - układ krystalograficzny, w którym wszystkie trzy osie mają jednakową długość i są w stosunku do siebie prostopadłe.
    Ditlenek krzemu (nazwa Stocka: tlenek krzemu(IV); krzemionka), SiO2 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków, w którym krzem występuje na IV stopniu utlenienia.
    Krystalizacja – proces powstawania fazy krystalicznej z fazy stałej (amorficznej), fazy ciekłej, roztworu lub fazy gazowej. Krystalizacja jest procesem egzotermicznym. Przeprowadza się ją w celu wyodrębnienia związku chemicznego z roztworu. Mieszaniny jednorodne cieczy (rozpuszczalnik) i ciała stałego (substancja rozpuszczona) mają graniczne stężenie, w którym rozpoczyna się proces krystalizacji.
    Węgiel (C, łac. carboneum) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 6, niemetal z bloku p układu okresowego. Należy do grupy 14. Posiada cztery elektrony walencyjne. Istnieją trzy naturalnie występujące izotopy węgla, C oraz C są stabilne, natomiast izotop C jest promieniotwórczy o czasie połowicznego rozpadu równym około 5700 lat. Węgiel jest jednym z niewielu pierwiastków znanych w starożytności. Jako pierwszy polską nazwę – węgiel – zaproponował Filip Walter.
    Piryt – minerał żelaza z gromady siarczków, nadsiarczek żelaza(II), FeS2. Nazwa pochodzi od gr. pyr = ogień oraz pyrites = iskrzący, gdyż minerał ten iskrzy się pod wpływem uderzeń krzesiwa (krzemienia, twardego metalu).

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.015 sek.