同質多晶

同質多晶（polymorphism）：是一種物質在不同條件下形成兩種或兩種以上不同結構的現象。這些晶體如果是單質，稱為同素異形體。如果是化合物，稱為同質異象變體，或簡稱變體。

基本介紹

• 中文名：同質多晶
• 外文名：polymorphism

同質多晶（polymorphism）：相同的化學組成，在不同的熱力學條件下卻能形成不同的晶體結構，表現出不同的物理、化學性質。我們把同一種化學組成在不同的熱力學條件下（溫度、壓力、pH等），可以結晶成為兩種以上不同結構的晶體的現象稱為同質多晶（同質多象）。由此而產生的化學組成相同、結構不同的晶體稱為變體。如純炭物質中的鑽石和石墨，炭酸氫鈣中的石粉和氂蠣粉，鹼式氯化銅中的阿爾法晶體和貝塔晶體等等。

阿爾法晶體

貝塔晶體

當外界條件改變到一定程度時，晶體會從一種變體變成另一種變體，這種現象稱為多晶轉變。

（1）根據多晶轉變前後晶體結構的變化程度和轉變速度，多晶轉變可分為位移性轉變和重建性轉變。

位移性轉變 —— 又稱高低溫轉變，這種轉變不打開 任何鍵，也不改變原子最鄰近的配位數，僅僅使結構發生畸變，原子從原來位置發生少許位移，使次級配位數有所改變。這類轉變所需的能量較低、轉變速度較快，並且在一個確定的溫度下完成。如α-鱗石英、β-鱗石英、γ-鱗石英之間的轉變。在具有位移性轉變的矽酸鹽中，高溫型變體常常具有較高的對稱性、較鬆散的結構，表現出較大的比容、熱容和較高的熵。

重建性轉變 —— 這種轉變破壞原有的原子間的化學鍵，改變原子最鄰近配位數，使晶體結構完全改變原樣。這種轉變需要首先破壞原來的化學鍵，因而所需的能量較高、轉變速度較慢。如α-石英、α-鱗石英、α-方石英之間的轉變。如果冷卻速度過快的話，高溫型變體經常以介穩態保留到低溫而不把發生這種轉變。如α-鱗石英在溫度升高到1470℃轉變為α-方石英，而若冷卻速度過快（過冷），α-方石英在1470℃不會轉變為α-鱗石英，而是過冷到230℃轉變為β-方石英。

（2）根據多晶轉變的方向，多晶轉變可分為可逆轉變(雙向轉變)和不可逆轉變(單向轉變)。

可逆轉變 —— 又稱雙向轉變，指在一定溫度下， 同質多晶變體可以相互轉變，即當溫度高於或低於轉變點時，兩種變體可以反覆瞬間轉變。位移性轉變都屬於可逆轉變。

不可逆轉變 —— 又稱單向轉變，指在轉變溫度下，一種變體可以轉變為另一種變體，而反向轉變幾乎不可能。 重建性轉變多數屬於可逆轉變，少數重建性轉變是不可逆轉變。