多晶型現象是指一種物質能以兩種或兩種以上不同的晶體結構存在的現象，又稱同質多象或同質異象。
M.H.克拉普羅特發現方解石和文石的組成都是碳酸鈣。方解石屬於三方晶系 ，是在較低溫度下形成的，文石屬於正交晶系，是在較高溫度下形成的。1912 年 M.von勞厄發現X射線衍射後，就可以從晶體結構的角度認識多晶型現象。組成相同、晶體構型不同的物質叫作多晶型體，它們可通過相變而彼此轉變。單晶矽和多晶矽都是由元素矽形成的，但它們不是多晶型體，因為它們的晶體構型相同，只是晶體尺寸不同。
基本介紹
- 中文名：多晶型現象
- 外文名：heteromorphism
- 別稱：同質異象、同質多象
- 多晶型體：組成相同而構型不同的晶體
- 類質同晶：相同或相似的晶體構造類型的物質
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多晶型現象
多晶型現象是指化學組成相同的物質，在不同的物理化學條件下，能結晶成兩種或多種不同結構的晶體的現象。也稱多晶型或同質異象，舊稱多形性。同質多象只限於結晶物質的範疇，不包括非晶質和液體、氣體中的異構現象。
如果一個化合物，存在兩種或兩種以上不同的晶體結構型式，則稱該化合物存在多晶型現象。多晶型現象在自然界中也很普遍，當外界條件變化時，結構型式也發生改變，例如碳、矽和金屬的單質，硫化鋅，氧化鐵，二氧化矽以及一系列的物質均有這種現象。碳在自然界有金剛石和石墨兩種晶型，當在高溫高壓時，石墨可以轉變為金剛石。
同質多象變體指化學成分相同而晶體結構不同的晶體。同種物質的每一種變體都是一個獨立的相，在礦物學中就是獨立的礦物種，可賦予不同的名稱。也可在同一名稱或化學式的基礎上加希臘字母前綴或羅馬數字後綴來加以區別，如α-石英和β-石英，冰Ⅰ、冰Ⅱ……α-ZnS和β-ZnS。一種物質的各個變體，按其數目的不同而可稱為同質二象、同質三象等，或一般地泛稱為同質多象。已知變體數目最多的物質是SiO2，達12種。
同種物質的不同變體的化學組成雖然相同，但晶體結構不同，因而它們的晶形和物理性質，有時還有化學性質，也不相同。碳的兩種同質多象變體——金剛石和石墨的上述差異，是最明顯的一個實例。
分類
多晶型現象大致可分為四類：
(1)不改變配位情況的多晶型現象。
在許多化合物的多晶型晶體中，離子的配位情況基本上不變，但配位體的連線方式發生改變，或是配位多面體發生一定的位移。
(2)改變配位情況的多晶型現象。
這種多晶型現象常發生在金屬鍵和離子鍵型的晶體中。共價鍵晶體的結構不容易改變配位情況。
(3)分子熱運動形成的多晶型現象。
當溫度升高時，晶體中的分子或某些離子團自由旋轉，取得較高的對稱性，而改變晶體的結構。
(4)具有鍵型改變的多晶型現象。
上述四種多晶型轉變，是由於環境(溫度T和壓力P)的影響而發生的。一般說來，壓力的影響比較單純，當壓力增高時，促使晶體向密度增大和配位數升高的方向轉變。而溫度的影響比較複雜，一般溫度升高往往使配位數降低，而晶體的對稱性提高。
實例
藥物的多晶型現象，是同一種藥物由於其結晶結構的不同，而形成了不同的多晶型物。當前，研究藥物的多晶型現象的工作，已成為日常控制藥物生產和劑型處方設計前工作的不可缺少的重要組成部分，因為當了解了某種藥物的多晶型物及其性質以後，有助於解決以下問題：
1．保證在製備和貯存過程中藥物在劑型中物理的、化學的穩定性。
2．提高藥物的生物利用度，減少毒性，增進治療效果。
3．保證每批生產的藥物間的等效性。
4．改善藥物粉末的壓片性能。
5．防止藥物在製備或貯存時產生不良晶型而影響外觀質量。
結合上述目的，研究藥物的多晶型現象，一般以探討以下幾項內容為宜：
(1)所研究的藥物，有多少種晶型物存在，其間的轉變條件，以及製備純淨多晶型物的方法。
(2)各種多晶型物的溶解性能、生物利用度以及其間的關係。
(3)各種多晶型物的物理的、化學的穩定性，以及在生產和貯存過程中的穩定情況。
(4)使亞穩定型穩定化的措施。
(5)多晶型物的性質對於製劑質量的其它影響。
多晶型性
在周期表中，大約有40多種元素具有兩種或兩種類型以上的晶體結構。當外界條件(主要指溫度和壓力)改變時，元素的晶體結構可以發生轉變，把金屬的這種性質稱為多晶型性。這種轉變稱為多晶型轉變或同素異構轉變。當晶體結構改變時，金屬的性能(如體積、強度、塑性、磁性、導電性等)往往要發生突變。鋼鐵材料之所以能通過熱處理來改變性能，原因之一就是因其具有多晶型轉變。
多晶型體
組成相同、晶體構型不同的物質叫作多晶型體，它們可通過相變而彼此轉變。單晶矽和多晶矽都是由元素矽形成的，但它們不是多晶型體，因為它們的晶體構型相同，只是晶體尺寸不同。各種多晶型體具有不同的物理和化學性質，如：熔點、硬度、穩定性、溶解速率等的差異。
金剛石和石墨的化學成分都是碳，前者屬立方晶系，硬度大、透明、不導電。後者屬六方晶系，硬度小、不透明、可導電。又如磺胺類和巴比妥類藥物中，由於多晶型體的不同，藥效的差別就很大。構型不同的多晶型體稱為構型多晶型體，構象不同的多晶型體稱為構象多晶型體。多晶型體可能具有不同的顏色，稱為顏色多晶型現象，例如，有機顏料酞菁銅的多晶型體有8種（α型、β型、γ型……）。它們的色光是不同的。
相關概念
同晶型現象
在兩個或多個化合物(或單質)中，如果化學式相似，晶體結構形式相同，並能互相置換，則稱為同晶型現象。同晶型現象，在化學中有著重要的作用。Na2SO4和Na2SeO4為同晶型，人們就根據S原子可以取代Se原子的現象，從分析數據中求出Se的原子量。
同質多象轉變
同質多象轉變指由於物理化學條件的改變，一種同質多象變體在固態條件下改變內部結構而成為另一種變體的過程。同質多象有不同的轉變方式和類型。有些同質多象變體的形成和穩定的溫壓範圍都是互不重疊的，其間的關係可用相圖來表示。當環境的溫度、壓力超出某一變體的穩定範圍時，即可能發生相應變體間的同質多象轉變。
類質同晶
根據現代有關晶體構造的概念，從廣義上來說，凡具有相同或相似的晶體構造類型的物質統稱為類質同晶。其後，又有人提出，如果物質不僅具有相同或相似的晶體構造，而且還能互相混合形成混晶，則稱之為狹義類質同晶。所以現代的類質同晶的概念應包括兩方面的內容：
①晶體的幾何相似性，即構造類型的相似性。
②混溶性，即互相混溶形成混晶(或固溶體)。
