Polymorf (scheikunde)

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Een polymorf is een andere fase van één scheikundig element of stof. Strikt genomen kunnen ook vloeibaar water en vast waterijs als polymorfen beschouwd worden, omdat een aggregatietoestand ook een verschil in fase is.

Bij zowel kristallen als moleculen is een verschil in de ruimtelijke oriëntatie van de atomen van de stof de oorzaak voor polymorfie. Van één soort molecuul of kristal kunnen diverse, tot tientallen, polymorfen bestaan. Dit kan tot grote fysische verschillen leiden. Maar let op: zelfs simpele eenatooms stoffen, zoals metalen vertonen polymorfie oftewel meervormigheid, waarbij de roosterordening onder invloed van bijvoorbeeld temperatuur of druk kan veranderen.

Elke polymorf heeft een bepaalde thermodynamsiche stabiliteit. Welke polymorf stabiel is bij een bepaalde temperatuur en druk is af te lezen in een fasendiagram. De thermodynamisch stabiele polymorf zal bij de desbetreffende temperatuur/druk de voorkeur hebben boven andere metastabiele polymorfen. Dit wordt veroorzaakt door de energetisch gunstiger oriëntatie van de moleculen ten opzichte van elkaar.

Met verschillende analysetechnieken zoals DSC, poederdiffractie en eenkristalsdiffractie kunnen polymorfen worden geïdentificeerd.

Polymorfie versus allotropie[bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie allotropie voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Een voorbeeld van twee polymorfen zijn grafiet en diamant. Ze bevatten dezelfde atomen maar ze liggen in een andere oriëntatie ten opzichte van elkaar in het kristalrooster. In dit specifieke geval wordt ook wel van allotropie gesproken, omdat het hier polymorfie van een chemisch element (koolstof) betreft. Een voorbeeld waarbij polymorfie optreedt bij een chemische verbinding is siliciumdioxide, die in de natuur voorkomt als onder andere kwarts, tridymiet, cristobaliet, lechatelieriet en coesiet. Deze vijf natuurlijk voorkomende mineralen hebben een verschillend uitzicht (kleur en kristalhabitus) en ook verschillende fysische eigenschappen (zoals hardheid), maar bestaan in essentie allen uit silicium en zuurstof in dezelfde chemische samenstelling, namelijk SiO2.