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Polymorphie Stoffeigenschaft Als Polymorphie griechisch polymorphia Vielgestaltigkeit wird das Phänomen bezeichnet dass

Polymorphie (Stoffeigenschaft)

Als Polymorphie (griechisch polymorphia ‚Vielgestaltigkeit‘) wird das Phänomen bezeichnet, dass ein chemisches Element, eine chemische Verbindung oder ein Mineral in mehreren Kristallformen (Modifikationen) auftritt. Bei nur zwei Modifikationen wird das Phänomen auch als Dimorphie bezeichnet. Die Bezeichnung wurde 1821 von Eilhard Mitscherlich geprägt.

Polymorphe Substanzen haben die gleiche chemische Zusammensetzung (Stöchiometrie), unterscheiden sich aber in der räumlichen Anordnung der Atome und haben unterschiedliche Eigenschaften. Die Bildung verschiedener Modifikationen einer Substanz kann durch Einflüsse wie Druck und/oder Temperatur hervorgerufen werden (Solvothermalsynthese). Modifikationen kristalliner Substanzen unterscheiden sich in ihrer Kristallstruktur.

Bei Vorkommen ein und desselben Elements in verschiedenen Zustandsformen spricht man dagegen von Allotropie.

Eine besondere Form der Polymorphie ist die Polytypie, welche bei chemischen Verbindungen auftritt, die in Schichtgittern kristallisieren, wie Siliciumcarbid oder Siliciumnitrid.

Der Begriff Polymorphie spielt heute nicht nur in der Mineralogie und Chemie, sondern auch in den Werkstoffwissenschaften eine Rolle.

Auch manche organische Moleküle wie Arzneistoffe, Pigmente, Fette oder Sprengstoffe können im kristallinen Zustand polymorph sein. Die Modifikationen unterscheiden sich dann in der unterschiedlichen Packung der Moleküle im Kristall und damit in der Regel in den Raumgruppen und Gitterparametern.

In vielen Fällen unterscheiden sich die Modifikationen bereits durch ihr äußeres Erscheinungsbild. Auf atomarer Ebene enthüllt die Kristallstrukturanalyse die Unterschiede im Aufbau der untersuchten Substanzen.

Beispiele Bearbeiten

Begriffe Bearbeiten

Bei zwei Modifikationen spricht man von Dimorphie, bei dreien von Trimorphie und bei vieren von Tetramorphie. Tritt eine spiegelbildliche Modifikation auf, so wird sie als Enantiomorphie bezeichnet.

Wenn verschiedene Modifikationen wechselseitig ineinander umgewandelt werden können, liegt Enantiotropie vor; wenn die direkte Umwandlung nur in einer Richtung möglich ist, Monotropie.

Literatur Bearbeiten

  • Eilhard Mitscherlich: Sur la Relation qui existe entre la forme cristalline et les proportions chimiques. In: Annales de Chimie et de Physique. Band 19, 1821, S. 350–419 (französisch, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 2. Oktober 2023]).
  • Joel Bernstein: Polymorphism in Molecular Crystals. Oxford University Press, New York 2002, ISBN 978-0-19-850605-8 (englisch).

Siehe auch Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

Wiktionary: Polymorphie – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Eilhard Mitscherlich: Sur la Relation qui existe entre la forme cristalline et les proportions chimiques. In: Annales de Chimie et de Physique. Band 19, 1821, S. 350–419 (französisch, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 2. Oktober 2023]).
  2. Joel Bernstein: Polymorphism in Molecular Crystals. Oxford University Press, New York 2002, ISBN 978-0-19-850605-8 (englisch).
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Veröffentlichungsdatum:
Als Polymorphie griechisch polymorphia Vielgestaltigkeit wird das Phanomen bezeichnet dass ein chemisches Element eine chemische Verbindung oder ein Mineral in mehreren Kristallformen Modifikationen auftritt Bei nur zwei Modifikationen wird das Phanomen auch als Dimorphie bezeichnet Die Bezeichnung wurde 1821 von Eilhard Mitscherlich gepragt 1 Polymorphe Substanzen haben die gleiche chemische Zusammensetzung Stochiometrie unterscheiden sich aber in der raumlichen Anordnung der Atome und haben unterschiedliche Eigenschaften Die Bildung verschiedener Modifikationen einer Substanz kann durch Einflusse wie Druck und oder Temperatur hervorgerufen werden Solvothermalsynthese Modifikationen kristalliner Substanzen unterscheiden sich in ihrer Kristallstruktur Bei Vorkommen ein und desselben Elements in verschiedenen Zustandsformen spricht man dagegen von Allotropie Eine besondere Form der Polymorphie ist die Polytypie welche bei chemischen Verbindungen auftritt die in Schichtgittern kristallisieren wie Siliciumcarbid oder Siliciumnitrid Der Begriff Polymorphie spielt heute nicht nur in der Mineralogie und Chemie sondern auch in den Werkstoffwissenschaften eine Rolle Auch manche organische Molekule wie Arzneistoffe Pigmente Fette oder Sprengstoffe konnen im kristallinen Zustand polymorph sein 2 Die Modifikationen unterscheiden sich dann in der unterschiedlichen Packung der Molekule im Kristall und damit in der Regel in den Raumgruppen und Gitterparametern In vielen Fallen unterscheiden sich die Modifikationen bereits durch ihr ausseres Erscheinungsbild Auf atomarer Ebene enthullt die Kristallstrukturanalyse die Unterschiede im Aufbau der untersuchten Substanzen Inhaltsverzeichnis 1 Beispiele 2 Begriffe 3 Literatur 4 Siehe auch 5 Weblinks 6 EinzelnachweiseBeispiele BearbeitenElementeKohlenstoff tritt in den Modifikationen Graphit und Diamant naturliche Vorkommen als Minerale sowie Fullerene Graphen und Cyclo 18 carbon auf Diamant ist ein Isolator wahrend Graphit ein anisotroper Leiter ist a Schwefel b Schwefel Mineral Klinoschwefel und g Schwefel Mineral Rosickyit sind Modifikationen von Schwefel Weisser Phosphor roter Phosphor schwarzer Phosphor und violetter Phosphor sind Modifikationen von Phosphor Selen kommt in funf Modifikationen vor Zinn kommt als a Zinn b Zinn und g Zinn vor Zinnpest Umwandlung der Elementarzelle von Eisen bei bestimmten Temperaturen kubisch raumzentriertes d Ferrit kubisch flachenzentrierte g Eisen Austenit kubisch raumzentrierte a Eisen Ferrit naturliche Verbindungen Minerale Von Siliciumdioxid kommen in der Natur Quarz unter Normalbedingungen stabile Form als Hochtemperatur Modifikationen Tridymit und Cristobalit sowie als Hochdruck Modifikationen Coesit und Stishovit jeweils metastabil vor Aluminiumoxid Al2O3 kommt in der Natur als trigonaler Korund und kubische Tonerde vor Drei Modifikationen des Calciumcarbonats sind orthorhombischer Aragonit trigonaler Calcit auch Kalkspat und hexagonaler Vaterit Pyrit kubisch und Markasit orthorhombisch sind naturliche Modifikationen von Eisen II disulfid FeS2 Drei Modifikationen des Aluminiumsilikats Al2SiO5 sind Andalusit Disthen und Sillimanit Anatas Brookit und Rutil sind die drei bekanntesten naturlichen Modifikationen von Titandioxid synthetische VerbindungenAmmoniumnitrat NH4NO3 tritt in funf Modifikationen auf Die kristallinen Bereiche in isotaktischem Polypropylen einem teilkristallinen Kunststoff treten als monokline a Form pseudohexagonale b Form und unter besonderen Bedingungen auch trikline g Form Modifikationen auf Von Paracetamol sind mindestens zwei Modifikationen orthorhombisch und monoklin bekannt CandesartancilexetilBegriffe BearbeitenBei zwei Modifikationen spricht man von Dimorphie bei dreien von Trimorphie und bei vieren von Tetramorphie Tritt eine spiegelbildliche Modifikation auf so wird sie als Enantiomorphie bezeichnet Wenn verschiedene Modifikationen wechselseitig ineinander umgewandelt werden konnen liegt Enantiotropie vor wenn die direkte Umwandlung nur in einer Richtung moglich ist Monotropie Literatur BearbeitenEilhard Mitscherlich Sur la Relation qui existe entre la forme cristalline et les proportions chimiques In Annales de Chimie et de Physique Band 19 1821 S 350 419 franzosisch eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche abgerufen am 2 Oktober 2023 Joel Bernstein Polymorphism in Molecular Crystals Oxford University Press New York 2002 ISBN 978 0 19 850605 8 englisch Siehe auch BearbeitenIsomorphie Kristall Isodimorphie HochdruckmodifikationWeblinks Bearbeiten nbsp Wiktionary Polymorphie Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme UbersetzungenEinzelnachweise Bearbeiten Eilhard Mitscherlich Sur la Relation qui existe entre la forme cristalline et les proportions chimiques In Annales de Chimie et de Physique Band 19 1821 S 350 419 franzosisch eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche abgerufen am 2 Oktober 2023 Joel Bernstein Polymorphism in Molecular Crystals Oxford University Press New York 2002 ISBN 978 0 19 850605 8 englisch Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Polymorphie Stoffeigenschaft amp oldid 238204542