Полиморфизм (от греч. polymorphos - многообразный), способность нек-рых веществ существовать в состояниях с разд. атомно-кристаллич.
структурой (см. Кристаллохимия ).Каждое из таких состояний (термо-динамич.
фаз), называемое полиморфной модификацией, устойчиво при опред. внеш. условиях
(температуре и давлении). Различие в структуре обусловливает различие в свойствах
полиморфных модификаций данного вещества. П. открыт в 1822 нем. учёным Э. Мичерлихом
(Е. Mitscherlich). Им обладают нек-рые простые вещества (аллотропия) и мн. хим.
соединения. Так, две модификации углерода - кубическая (алмаз)и гексагональная
(графит) - резко различаются по физ. свойствам. Белое олово, имеющее
тетрагональную объёмноцентрир. кристаллич. решётку,-
пластичный металл, а серое олово (низкотемпературная модификация) с алмазоподобной
тетрагональной решёткой - хрупкий полупроводник. Нек-рые вещества, напр. сера,
кремнезём, вода ,имеют больше чем две полиморфные модификации. П. наблюдается
и у жидких кристаллов.
Области устойчивости полиморфных модификаций
и точки перехода между ними определяются фазовыми диаграммами равновесия, расчёт
к-рых основан на вычислении термодинамич. характеристик, а также спектра колебаний
кристаллической решётки для разл. модификаций.
Структура кристаллич. решётки при Т = 0
К определяется минимумом внутр. энергиисистемы
частиц. При
К структура определяется минимумом свободной
энергии U, куда, кромевходит
энтропийный член TS, связанный с тепловыми колебаниями атомов:
где S - энтропия .Для устойчивой низкотемпературной фазы
зависимость U(T)имеет вид, показанный на рис. Любой др. способ упаковки
тех же атомов в кристалле (фаза)
имеет при Т = О КЭто
означает, чтофаза
неустойчива при низких темп-pax. Однако из-за иного характера тепловых колебаний
атомов кривая
идёт более полого, в точкеона
пересекается с кривойи
далее идёт ниже. Это означает, что при устойчива
фаза, приустойчивафаза,
и точкаявляется
точкой равновесия фаз.
Фазовый переход 1-го рода менее стабильной модификации
в более стабильную связан с преодолением энер-гетич. барьера, к-рый существенно
меньше, если превращение происходит постепенно, путём зарождения и последоват.
роста в ней областей новой фазы. Барьер преодолевается за счёт тепловых флуктуации;
поэтому, если вероятность флуктуации мала, менее устойчивая фаза может длит.
время существовать в метастабильном состоянии. Напр., алмаз, области стабильности
к-рого соответствуют
и давление
Па,тем
не менее может существовать неограниченно долго
при атм. давлении и комнатной температуре, не превращаясь в стабильный при этих
условиях графит. В др. веществах, напр. в сегнетоэлектриках и сегнетоэластиках, наоборот, разл. модификации легко и обратимо переходят друг в друга при
изменении температуры, давления и др., претерпевая при этом структурные фазовые
переходы. В окрестности точек таких переходов физ. свойства веществ обычно экстремальны.
Частный случай П.- политипизм, к-рый наблюдается
в нек-рых кристаллах со слоистой структурой (глинистые минералы кремния, карбид
кремния и др.). Политипные модификации построены из одинаковых слоев или слоистых
"пакетов" атомов и различаются способом и периодичностью наложения
таких пакетов.
Полиморфные превращения могут сопровождаться изменением характера хим. связи и свойств. Напр., при высоких давлениях в нек-рых полупроводниках (Ge, Si) перекрытие и перестройка внеш. электронных оболочек атомов приводит к металлич. модификации. При давлении Па возможно возникновение металлического водорода, при Па - металлич. Аr, Хе.
А. Л. Ройтбурд
Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.
В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.
Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.