Polymorf (scheikunde)

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

Het begrip polymorf (Grieks voor veelvormig) verwijst naar de verschillende fasen (natuurkundige vormen) waarin de vaste aggregatietoestand van een gegeven enkelvoudige of samengestelde stof zich kan voordoen.

Bij zowel kristallen als moleculen is een verschil in de ruimtelijke oriëntatie van de atomen van een gegeven stof de oorzaak voor polymorfie. Van één soort molecuul of kristal kunnen diverse (tot tientallen) polymorfen bestaan met onderling grote fysische verschillen. Zelfs metalen, waar de metaalatomen in een eenvoudig ionrooster zijn gerangschikt, vertonen polymorfie (meervormigheid), doordat de roosterordening onder invloed van temperatuur of druk kan veranderen.

Elke polymorf heeft een bepaalde thermodynamische 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 van koolstof zijn grafiet en diamant. Ze bevatten dezelfde koolstofatomen maar deze 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 enkelvoudige stof (koolstof) betreft. Een voorbeeld van polymorfie bij een chemische verbinding is siliciumdioxide, dat in de natuur voorkomt in de vorm van kwarts, tridymiet, cristobaliet, lechatelieriet en coesiet. Deze vijf natuurlijk voorkomende mineralen hebben ieder een verschillend macroscopisch uiterlijk (kleur) en een eigen microscopische kristal-habitus. Ook verschillen ze in fysische eigenschappen als hardheid. In chemisch opzicht bestaan ze echter alle vijf uit silicium en zuurstof: SiO2.