Полиморфизм

I

Полиморфи́зм (от греч. polýmorphos — многообразный)

в физике, минералогии, химии, способность некоторых веществ существовать в состояниях с различной атомной кристаллической структурой. Каждое из таких состояний (термодинамических фаз), называется полиморфной модификацией, устойчиво при определённых внешних условиях (температуре и давлении). Модификации обозначаются обычно греческими буквами α, β, γ и т.д. Различие в структуре обусловливает и различие в свойствах полиморфных модификаций данного вещества. П. был открыт в 1798, когда было обнаружено, что СаСО3 может существовать в виде 2 минералов — Кальцита и Арагонита. П. обладают простые вещества (см. Аллотропия), а также неорганические и органические соединения. Так, углерод имеет 2 модификации: кубическую (Алмаз) и гексагональную (Графит), резко различающиеся по физическим свойствам. Белое Олово, имеющее тетрагональную объёмноцентрированную решётку — пластичный металл (См. Металлы), а серое олово (низкотемпературная модификация с алмазоподобной тетрагональной решёткой) хрупкий полупроводник. Некоторые соединения, например SiO2, имеют более 2-х полиморфных модификаций. Перестройка кристаллической решётки при полиморфном переходе сводится к сдвигам атомов, изменению типа их упаковки, к поворотам некоторых структурных группировок (например, NH4 и NO3 в разных модификациях NH4NO3). П. наблюдается и у жидких кристаллов (См. Жидкие кристаллы).

П. является результатом того, что одни и те же атомы и молекулы могут образовывать в пространстве несколько устойчивых решёток. Т. к. любое малое искажение устойчивой решётки связано с увеличением её энергии, то существующие структурные состояния соответствуют энергетическим минимумам различной глубины (см. рис.). При Т = 0 К, наиболее вероятна α-модификация, которой отвечает глубокий минимум. При Т > 0 К термодинамическое состояние решётки определяется её свободной энергией U = Е — TS, включающей в себя наряду с энергией Е энтропийную часть TS (SЭнтропия), связанную с тепловыми колебаниями кристаллической решётки (См. Колебания кристаллической решётки). Имеющая меньшую энергию более прочная (α-решётка менее восприимчива к возбуждению колебаний и характеризуется более пологой зависимостью U (T). Кривые Uα(T) и Uβ(T) пересекаются при некоторой температуре T0. Ниже T0 более стабильна α-фаза, выше — β-фаза, T0 — температура равновесия α- и β-фаз. При нагреве α-модификация выше T0 она превращается в β. При дальнейшем повышении температуры (β-модификация может стать менее стабильной, чем γ-модификация, которая, в свою очередь, затем превращается в δ-модификацию до тех пор, пока температура не превысит температуру плавления кристалла.

Каждая модификация устойчива в определённой области температуры, давления, а также др. внешних условий. Фазовые диаграммы равновесия определяют области устойчивости полиморфных модификаций (см. Диаграмма состояния). Теоретический расчёт фазовых диаграмм основан на вычислении термодинамических характеристик, а также энергии и спектра колебаний кристаллической решётки для различных полиморфных модификаций. Например, расчёт диаграммы состояния С позволил установить, что область возникновения структуры алмаза лежит при давлениях ~50 кбар, что облегчило путь к синтезу алмазов.

Переход менее стабильной модификации в более стабильную связан с преодолением энергетического барьера, который существенно меньше, если превращение происходит постепенно, путём зарождения и последующего роста в ней областей новой фазы. Барьер преодолевается за счёт тепловых флуктуаций; поэтому, если вероятность флуктуаций мала, менее устойчивая фаза может длительное время существовать в метастабильном состоянии. Например, алмаз, метастабильный при атмосферном давлении и комнатной температуре, может существовать неограниченно долго, не превращаясь в стабильный в этих условиях графит. В других веществах, наоборот, различные модификации легко переходят друг в друга при изменении температуры и др. Поскольку превращение проходит через стадию сосуществования исходной и образующейся фаз, между фазами возникает упругое взаимодействие, влияющее на развитие превращения. Эти взаимодействия особенно проявляются при мартенситных превращениях (См. Мартенситное превращение).

Частный случай П. — политипизм, который наблюдается в некоторых кристаллах со слоистой структурой. Политипные модификации построены из одинаковых слоев или слоистых «пакетов» атомов и различаются способом и периодичностью наложения таких пакетов. Политипные модификации наблюдаются у глинистых минералов, карбида кремния и др.

Лит.: Верма А. Рам., Кришна П., Полиморфизм и политипизм в кристаллах, [пер. с англ.], М., 1969; Бокий Г. Б., Кристаллохимия, 3 изд., М., 1971.

А. Л. Ройтбурд.

Полиморфизм

а — изменение свободной энергии U кристалла при изменении взаимного расположения атомов, минимумы соответствуют двум устойчивым модификациям α и β; б — зависимость U от температуры.

II

Полиморфи́зм

в биологии, наличие в пределах одного Вида резко отличных по облику особей, не имеющих переходных форм. Если таких форм две, явление называется Диморфизмом (частный случай — Половой диморфизм). П. включает различие внешнего облика особей из одной или разных популяций (См. Популяция). П. в пределах генетически однородной популяции известен для колоний многих гидроидов (См. Гидроиды), у которых на одном столоне могут развиваться гидранты разного строения (например, трофозоиды, дактилозоиды и акантозоиды — у полипов Podocoryne). Имеющие совершенно различный облик полипы и медузы одного вида — пример П., связанного с чередованием поколений (См. Чередование поколений). Такого же типа П. ржавчинных грибов, у которых плодовые тела и споры, развивающиеся на разных хозяевах, резко отличны по облику и по физиологическим особенностям. Такой П., как и многообразие личиночных форм одного вида, например у дигенетических сосальщиков, называется плейоморфозом. П. у раздельнополых животных — наличие особей разного облика в пределах хотя бы одного пола (например, у тлей самки, а у некоторых кокцид самцы бывают крылаты и бескрылы). Для общественных насекомых характерен П., связанный с разделением функций разных особей в семье или колонии (матка и рабочие особи у медоносных пчёл; матки и разные формы «рабочих», а также «солдаты» у муравьев и термитов). К такому же роду П. можно отнести сезонный П., а также связанные с плотностью популяции различия в окраске, пропорциях тела и в поведении у саранчовых (фазовая изменчивость) и гусениц некоторых бабочек. См. также Генетический полиморфизм, Модификации.

Лит.: Майр Э., Зоологический вид и эволюция, пер. с англ., М., 1968; Шеппард Ф. М., Естественный отбор и наследственность, пер. с англ., М., 1970.

М. С. Гиляров.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. полиморфизм — ПОЛИМОРФ’ИЗМ, полиморфизма, мн. нет, ·муж. (от ·греч. poly — много и morphe — форма). 1. Существование особей одного и того же вида с различными по строению формами (зоол., бот.). Полиморфизм пчел и муравьев. 2. Свойство одного и того же вещества кристаллизоваться в различных формах (минер.). Толковый словарь Ушакова
  2. Полиморфизм — (от греч. polymorphes — многообразный * a. polymorphism; н. Polymorphismus; ф. polymorphisme; и. polimorfismo) — способность нек-рых хим. элементов и соединений существовать в разных кристаллич. структурных формах (фазах) c разл. симметрией. Kристаллич. Горная энциклопедия
  3. Полиморфизм — I Полиморфизм (греч. polymorphos многообразный, от Поли- + morphē форма) в биологии— существование внутри биологического вида нескольких константных форм, резко отличающихся друг от друга. Медицинская энциклопедия
  4. полиморфизм — ПОЛИМОРФИЗМ — 1. Одновременное перманентное наличие в популяции двух или нескольких генотипически и фенотипически отличающихся групп особей. Различают сезонный П., половой П., возрастной П. П. имеет важное биологическое значение, т. Ботаника. Словарь терминов
  5. полиморфизм — ПОЛИМОРФИЗМ а, м. polymorphisme m. 1. В химии — свойство некоторых веществ кристиаллизоваться в различных формах. БАС-1. 2. В зоологии и ботанике — наличие среди особей какого-л. Словарь галлицизмов русского языка
  6. ПОЛИМОРФИЗМ — (от греч. polymorphos — многообразный), способность нек-рых в-в существовать в состояниях с разл. атомно-крист. структурой (см. КРИСТАЛЛОХИМИЯ). Каждое из таких состояний (термодинамич. фаз), наз. Физический энциклопедический словарь
  7. ПОЛИМОРФИЗМ — ПОЛИМОРФИЗМ (от греч. polys — многий и morfe — форма) — англ. polymorphism; нем. Polymorphismus. Наличие, проявление или способность к различного рода модификациям. Социологический словарь
  8. полиморфизм — Поли/морф/и́зм/. Морфемно-орфографический словарь
  9. Полиморфизм — Явление, при котором в пределах одной популяции существует одновременно несколько форм, различающихся по каким либо биологическим критериям. Физическая антропология
  10. полиморфизм — Программирование polymorphism Возможность выполнения одной и той же пользовательской функции в разных классах. Словарь компьютерных терминов
  11. полиморфизм — полиморфизм м. 1. Свойство некоторых веществ кристаллизоваться в различных формах (в химии). 2. Наличие среди особей какого-либо вида животных или растений форм, резко отличающихся друг от друга (в зоологии, ботанике). Толковый словарь Ефремовой
  12. полиморфизм — орф. полиморфизм, -а Орфографический словарь Лопатина
  13. полиморфизм — ПОЛИМОРФИЗМ -а; м. [от греч. polys — многочисленный и morphē — форма] 1. Биол. Наличие среди особей одного и того же вида (животных или растений) форм, резко отличающихся друг от друга. Половой п. П. пчёл и муравьёв. П. конопли. 2. Хим. Толковый словарь Кузнецова
  14. ПОЛИМОРФИЗМ — ПОЛИМОРФИЗМ — в биологии — наличие в пределах одного вида резко различающихся по облику особей (напр., у пчел — матка, трутни, рабочие пчелы). Частный случай полиморфизма — половой диморфизм. ПОЛИМОРФИЗМ (от поли... и греч. Большой энциклопедический словарь
  15. ПОЛИМОРФИЗМ — ПОЛИМОРФИЗМ, в минералогии — существование вещества в двух (диморфных) или нескольких формах КРИСТАЛЛОВ с разной структурой. Полиморфизм происходит из-за разницы температуры или давления, или и того, и другого, при отложении тех или иных пород. Научно-технический словарь
  16. полиморфизм — -а, м. 1. биол. Наличие среди особей одного и того же вида (животных или растений) форм, резко отличающихся друг от друга. Половой полиморфизм. 2. хим. Способность одного и того же вещества кристаллизоваться в различных формах. Полиморфизм серы. [От греч. πολύ — много и μορφή — форма] Малый академический словарь
  17. полиморфизм — Выделенное на основании определенного набора признаков множество объектов, различающихся по числу и/или отношению "строящих" их элементов. С точки зрения математики аналогом полиморфизма является размещение. Словарь лингвистических терминов Жеребило
  18. полиморфизм — Полиморфизм — способность данного вещества кристаллизоваться в различных формах при сохранении химического состава. Толковый словарь по почвоведению
  19. полиморфизм — ПОЛИМОРФИЗМ (от греч. polymorphos — многообразный) способность твердых веществ и жидких кристаллов существовать в двух или неск. формах с разл. кристаллич. структурой и свойствами при одном и том же хим. составе. Такие формы наз. Химическая энциклопедия
  20. полиморфизм — (от греч. polymorphos — многообразный), наличие в пределах одного вида резко отличных по облику особей, не имеющих переходных форм. Если таких форм две, явление наз. диморфизмом (частный случай — половой диморфизм). Биологический энциклопедический словарь
  21. полиморфизм — Полиморфизма, мн. нет, м. [от греч. poly – много и morphe – форма]. 1. Существование особей одного и того же вида с различными по строению формами (зоол., бот.). Полиморфизм пчел и муравьев. 2. Свойство одного и того же вещества кристаллизоваться в различных формах (мин.). Большой словарь иностранных слов