Основные кристаллохимические категории. Кузьмичева Г.М. - 9 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

17
Переходы от одной модификации к другой называются
полиморфными превращениями, или фазовыми переходами.
Полиморфные превращения разделяются на два вида -
монотропные и энантиотропные. Монотропными называют
переходы, которые идут только в одном направлении из
неустойчивой в устойчивую модификацию, энантиотропными -
переходы, происходящие в противоположных направлениях. Надо
заметить, что указанное различие относится только к переходам,
происходящим при атмосферном давлении, так как может оказаться,
что рассматривая весь интервал давлений и температур,
монотропный переход окажется энантиотропным. Метастабильные
формы образуются первыми в ходе кристаллизации и лишь затем
переходят в стабильные модификации.
Монотропные превращения наблюдаются довольно часто, так как
метастабильные модификации распространены довольно широко.
Наиболее известный пример монотропии - полиморфные
превращения CaCO
3
. Кальцит и арагонит - две модификации
карбоната кальция - при обычном давлении связаны монотропным
переходом. Поскольку CaCO
3
(СТ арагонит) метастабилен при всех
температурах, переход может происходить лишь в одном
направлении: CaCO
3
(СТ арагонит) CaCO
3
(СТ кальцит)
независимо от температуры, а обратный переход невозможен (при
атмосферном давлении). Объемноцентрированная кубическая (ОЦК)
и гранецентрированная кубическая (ГЦК) формы железа
энантиотропно связаны следующим образом:
α-Fe (ОЦК) γ-Fe (ГЦК) ↔δ-Fe (ОЦК)
860°С 1410°С
18
Гексагональный вюртцит и кубический сфалерит представляют
собой две формы сульфида цинка, связанные между собой
энантиотропным переходом:
ZnS (сфалерит) ZnS (вюртцит)
1024°С
2.1. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ПЕРВОГО И ВТОРОГО РОДА
Различают фазовые переходы первого и второго рода.
Фазовые переходы первого рода сопровождаются скачком таких
термодинамических функций, как энтропия, объем и т. д. и,
следовательно, скрытой теплотой перехода. Кристаллическая
структура при этом изменяется скачком (например, сфалерит-
вюртцит).
При фазовых переходах второго рода скачок испытывают
производные термодинамических функций, (например, скачком
изменяется теплоемкость, сжимаемость и др.). Кристаллическая
структура изменяется непрерывно (например, в β-латуни CuZn при
T
c
=480°C имеет место фазовый переход второго рода: наблюдается
переход из СТ α-Fe в СТ СsCl).
Как для фазовых переходов первого, так и второго рода симметрия
кристалла меняется скачком в точке фазового перехода. При фазовых
переходах второго рода симметрия одной из фаз является подгруппой
симметрии другой фазы. При фазовых переходах первого рода
симметрия кристалла в общем случае может изменяться произвольно,
и обе фазы могут не иметь общих элементов симметрии.
Примером фазового превращения второго рода могут служить
ферромагнитные переходы, а также изменение степени
упорядоченности в сплавах, т. е. типа порядок-беспорядок.
                                17                                                              18
   Переходы от одной модификации к другой называются                 Гексагональный вюртцит и кубический сфалерит представляют
полиморфными превращениями, или фазовыми переходами.              собой две формы сульфида цинка, связанные между собой
   Полиморфные превращения разделяются на два вида -              энантиотропным переходом:
монотропные и энантиотропные. Монотропными называют
переходы, которые идут только в одном направлении из                                  ZnS (сфалерит) ↔ZnS (вюртцит)
неустойчивой в устойчивую модификацию, энантиотропными -                                          1024°С
переходы, происходящие в противоположных направлениях. Надо
заметить, что указанное различие относится только к переходам,         2.1. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ПЕРВОГО И ВТОРОГО РОДА
происходящим при атмосферном давлении, так как может оказаться,
что рассматривая весь интервал давлений и температур,                Различают фазовые переходы первого и второго рода.
монотропный переход окажется энантиотропным. Метастабильные          Фазовые переходы первого рода сопровождаются скачком таких
формы образуются первыми в ходе кристаллизации и лишь затем       термодинамических функций, как энтропия, объем и т. д. и,
переходят в стабильные модификации.                               следовательно, скрытой теплотой перехода. Кристаллическая
   Монотропные превращения наблюдаются довольно часто, так как    структура при этом изменяется скачком (например, сфалерит-
метастабильные модификации распространены довольно широко.        вюртцит).
Наиболее известный пример монотропии - полиморфные                   При фазовых переходах второго рода скачок испытывают
превращения CaCO3. Кальцит и арагонит - две модификации           производные термодинамических функций, (например, скачком
карбоната кальция - при обычном давлении связаны монотропным      изменяется теплоемкость, сжимаемость и др.). Кристаллическая
переходом. Поскольку CaCO3 (СТ арагонит) метастабилен при всех    структура изменяется непрерывно (например, в β-латуни CuZn при
температурах, переход может происходить лишь в одном              Tc=480°C имеет место фазовый переход второго рода: наблюдается
направлении: CaCO3 (СТ арагонит) → CaCO3 (СТ кальцит)             переход из СТ α-Fe в СТ СsCl).
независимо от температуры, а обратный переход невозможен (при        Как для фазовых переходов первого, так и второго рода симметрия
атмосферном давлении). Объемноцентрированная кубическая (ОЦК)     кристалла меняется скачком в точке фазового перехода. При фазовых
и гранецентрированная кубическая (ГЦК) формы железа               переходах второго рода симметрия одной из фаз является подгруппой
энантиотропно связаны следующим образом:                          симметрии другой фазы. При фазовых переходах первого рода
                                                                  симметрия кристалла в общем случае может изменяться произвольно,
              α-Fe (ОЦК) ↔ γ-Fe (ГЦК) ↔δ-Fe (ОЦК)                 и обе фазы могут не иметь общих элементов симметрии.
                       860°С        1410°С                           Примером фазового превращения второго рода могут служить
                                                                  ферромагнитные      переходы,     а    также   изменение   степени
                                                                  упорядоченности в сплавах, т. е. типа порядок-беспорядок.