Вопрос №2
3) Полиморфизм кристаллов (от др. греч.«многообразный»)-способность вещества существовать в различных кристаллических структурах, называемых полиморфными модификациями(их принято обозначать греческими буквами α,β,γ)Открыт в 1798 году М. Клапротом на примере карбоната кальция, для которого были обнаружены две модификации кальцит и арагонит.Причины возникновения полиморфизма.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 полиморфизмаПри 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, выгодный 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.
4) Изучение полиморфных переходов Al2o3
Оксид Al(глинозем) α - Al2O3 широко применяемый в различных областях технологии силикатных материалов,хар-ся достаточно сложным полиморфизмом. Наиболее устойчива высокотемпературная форма α - Al2O3,известна как природный минерал корунд.
В лаб-х усл.низко и высокотемпературные
формы оксида Al высокой
степени чистоты,как правило, получают
разложением алюмоаммонийных квасцов
Al2(SO4)3(NH4)2
SO4*24H2O.Прокаливание
квасцов сопровождается процессами:1)В
температурном интервале 60-70
С
квасцы плавятся в собственной
кристаллизационной воде,при этом объем
существенно уменьшается 2)В ин-ле
170-200
С
происходит их дегидратация по схеме
Al2(SO4)3(NH4)2
SO4*24H2O→
23H2O+
Al2(SO4)3(NH4)2
SO4*H2O
3)При 600
начинается выделение NH3,а
в диапазоне 700-900
выделяется SO3 и
образуется γ-Al2O3
β-Al2O3-глинозем.
5) Изучение полиморфных превращений α↔β кварца
Двуокись кремния (SiO2)в системе установлено и изучено 12кристалических полиморфных разновидностей:2модификации кварца (α и β);3разновидности тридимита (α,β,γ); α-кристаболита,а также модификации,полученные при высоких давлениях-коэсит,стимовит.китит.волокнистая форма W-кремнезем и меланофлоит. Термодинамически наиболее устойчивой разновидностью кремнезема яв-ся низкотемпературный β кварц,он имеет небольшую энергию образования.В соответствии с диаграммой Фишера происходит равновесное полиморфное превращение(инверсия)тригонального β кварца в гексагональный α-кварцточка инверсии при нормальном давлении близка к 573 С.В структурном отношении инверсия α↔β кварц относится к типу превращений смещения и происходит без разрыва связей и без разрушения кристаллической решетки. КТР-коэф-т. термического расширения находят по ф-ле α=Δl/ΔT*l0(l0-исходная длина образца,мм; Δl-удлинение образца.