Polimorfizm va izomorfizm «Polimorfizm»

Polimorfizm va izomorfizm

«Polimorfizm» - grekchadan olingan bo‘lib, poli - ko‘p, morfologiya – tashqi ko‘rinish degan ma’noni anglatadi.

Polimorfizm deganda, bir xil tarkibli birikmalarni har xil strukturalarda kristallanish xususiyati tushuniladi. Polimorf xususiyatga elementlar va murakkab birikmalar ham ega bo‘lishi mumkin. Polimorfizm tabiiy va sintetik minerallar orasida keng tarqalgan. Uglerod polimorfizmning yaqqol misoli bo‘lib, grafit va olmos minerallari hisoblanadi. Ularning xususiyatlari butunlay turlichadir: olmos tabiatdagi eng qattiq mineral (10) bo‘lsa, grafitni qattiqligi 1 ga tengdir; olmosni solishtirma oqirligi3,5 bo‘lsa, grafitniki 2,2 ga teng; olmos kubik singoniyada kristallansa, grafit geksagonal singoniyada kristallanadi.
YUqorida ko‘rsatilgan minerallarni xususiyatlari o‘rtasidagi juda katta farq, ularni strukturasi bilan boqliq bo‘lib, uglerod atomlarining joylanishiga boqliqdir. Grafitdagi uglerod atomlarini bir-biri bilan boqlanishi, olmosdagiga o‘xshash mustahkam emas. Grafitning strukturasi qavatlardan tuzilgan bo‘lib, tekis geksagonal panjarani hosil qiladi. Bu panjaralar orasida nisbatan katta masofa, grafitning xususiyatlarini keltirib chiqaradi: tez qavatlarga ajralish, kichik solishtirma oqirlik, qattiqlik va boshqalar.
Har xil polimorf modifikatsiyalarni kelib chiqishi, asosan ularni hosil bo‘lish sharoitlari bilan boqliqdir.
Kristallangan moddaning biror muayyan fizik-ximiyaviy sharoitlarda barqaror bo‘lib, har biri o‘ziga xos ma’lum kristall strukturasi bilan xarakterlanuvchi xillari o‘sha moddaning modifikatsiyalari deyiladi. SHunday polimorf modifikatsiyalar qandaydir ma’lum moddalarda ikkita, uchta yoki bir qancha bo‘lishi mumkin.
Masalan oltingugurtning oltita modifikatsiyasi, SiO₂ ning to‘qqiz modifikatsiyasi ma’lum.
Turli polimorf modifikatsiyalarni odatda mineral nomiga qo‘shib yoziladigan α, β, γ va hokazo grek harflari – old qushimchalari bilan belgilanadi. Masalan: α – kvars 573° dan past temperaturalarda barqaror, β – kvars 573° dan yuqori temperaturalarda barqaror.
Hozirgi paytda, bir kvadrat santimetr yuzaga bir necha yuz kilogrammlab ta’sir etuvchi juda yuqori bosimli asboblarni ixtiro qilinishi natijasida, kristallarni polimorf o‘zgarishlarini tekshirish ustida juda ko‘p amaliy tajribalar olib borilmoqda.
Buning natijasida yangi kristallar soni oshib bormoqda va erning ichki qismida sodir bo‘lgan termodinamik jarayonlar, mineral assotsiatsiyalarini hosil bo‘lish qonuniyatlari aniqlashib bormoqda.
Termodinamik nuqtai nazaridan kristallarni polimorf o‘zgarishini, ma’lum miqdorda temperatura, tashqi bosim va elektromagnit kuchlarni tekshirilayotgan kristallga ta’sir etishi natijasida vujudga keladigan fazoviy o‘zgarish sifatida tushuntirish mumkin.
Polimorf o‘zgarishlarni ikki turi ma’lum.
Agar kristall moddaning ma’lum modifikatsiyasi aytaylik α, tashqi sharoitning o‘zgarishi bilan boshqa β – modifikatsiyasiga aylansa va avvalgi sharoitning qaytarilishi bilan, yana asli holi α – modifikatsiyasiga qaytsa u holda bunday polimorf almashinishlarga enantiotrop almashinishlar deyiladi. Masalan: rombik α – oltingugurtning monoklin β – oltingugurtga va aksincha almashinishlari. Agarda aksincha almashinishlar sodir bo‘lmasa, u holda bunday almashinish monotrop almashinish deyiladi. Masalan: markazitni piritga aylanishi.
Polimorf o‘zgarishlarni borligi minerallarni har xil temperatura va bosim ta’sirida, rentgenogrammalari, optik xususiyatlari, solishtirma oqirlik, elektr va magnit xususiyatlarini taqqoslash yo‘li bilan aniqlanadi.
Har bir moddaning polimorf modifikatsiyasi ma’lum bir fizik-ximiyaviy sharoitlarda ma’lum bir temperatura va bosim oraliqida barqaror bo‘ladi. Bu sharoitning o‘zgarishi shu moddani polimorf o‘zgarishlarga olib kelishi mumkin.
Polimorf almashinish temperaturasiga har xil aralashmalar ham juda katta ta’sir ko‘rsatib, ular jarayonni tezlatishi, sekinlatishi va ba’zan to‘xtatishi ham mumkin.
Misol: past temperaturada oq qalayni, kularng qalayga o‘tishini 0,001% miqdoridagi Bi to‘xtata olsa, bu jarayonni 0,1% miqdorda qo‘shilgan Al tezlatishi mumkin bo‘lgan holda, 0,75% qo‘shilgan germaniy kulrang qalayni 60°S gacha stabillashtirib qo‘yadi.