ВУЗ:
Составители:
39
большинство кристаллов стремится находиться в устойчивом
состоянии и, как правило, переходит в устойчивое состояние
самопроизвольно. Однако существуют поразительные
исключения из этого правила. Алмаз, например, при
комнатной температуре и обычном давлении находится в
неустойчивом состоянии и может оставаться в этом состоянии
в течение неограниченного времени. Однако при нагревании
алмаза до +80°С он постепенно переходит в устойчивое
состояние, т.е. превращается в графит. При более сильном
нагревании алмаз сгорает на воздухе, образуя углекислоту, из
которой в свою очередь легко можно получить углерод в форме
графита (сажи).
Олово, так же, как и алмаз, имеет две модификации:
белое олово и серое. Белое олово находится в устойчивом
состоянии при температуре выше - 13,2° С и нормальном
давлении. При небольшом понижении температуры белое
олово переходит в неустойчивое состояние и в этом состоянии
может находиться длительное время. При дальнейшем
понижении температуры белое олово начинает переходить в
другую модификацию - серое олово - с разной скоростью в
зависимости от степени переохлаждения. Особенно быстро
такой переход наступает при заражении, т.е. при
соприкосновении частиц серого олова с белым. Полиморфное
превращение белого олова в серое приводит к разрушению
оловянных изделий (оловянной чуме).
Лёд (Н
2
О) имеет не менее семи полиморфных
модификаций, отличающихся друг от друга плотностью и
кристаллической структурой.
Полиморфные превращения хорошо наблюдать в
азотнокислом аммонии. Возьмите несколько крупинок этого
вещества и поместите их между предметным и покровным
стеклами. Осторожным нагреванием расплавьте вещество, и
приготовленный таким образом препарат положите на столик
микроскопа, подложив предварительно под предметное стекло
две спички во избежание растрескивания его от
соприкосновения с холодным металлом столика. Тогда в
естественном белом свете можно увидеть между стеклами
40
тонкий слой жидкости, содержащий в себе некоторое
количество воздушных пузырьков.
После понижения температуры препарата до +169,6°С
или немного ниже, жидкость закристаллизуется, и в
поляризованном свете при скрещенных николях поле зрения
затемнится. Это свидетельствует о том, что образовавшиеся
кристаллы принадлежат кубической сингонии.
Через некоторое время, когда температура препарата
снизится до +125°С, произойдёт полиморфное превращение
кубической модификации азотнокислого аммония в
гексагональную. Новые кристаллы в поляризованном свете
при скрещенных николях будут окрашены в яркие
интерференционные цвета. Кристаллы новой модификации
обладают другими физическими свойствами, чем кристаллы
кубической модификации.
При температуре +85
о
С или немного ниже кристаллы
гексагональной модификации перейдут в ромбическую. Чтобы
ускорить охлаждение препарата и появление новой
модификации, можно охладить препарат воздухом с помощью
резиновой груши. При дальнейшем охлаждении препарата до
+35°С и ниже можно получить ещё одну модификацию
кристаллического азотнокислого аммония.
Требования к отчету.
После наблюдения за процессом полиморфных
превращений необходимо зарисовать и описать типичные
формы и описать последовательность полиморфных
превращений. Ответьте на следующие вопросы:
1. Что такое полиморфизм?
2. Укажите факторы, влияющие на полиморфные превращения.
3. Укажите, по какому механизму происходит зарождение
новой полиморфной модификации.
4. Роль полиморфизма в металлургии.
5. По какому признаку можно определить процесс
полиморфных превращений?
