БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ПО)

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.

Полиморфи'зм(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 a, b, g и т.д. Различие в структуре обусловливает и различие в свойствах полиморфных модификаций данного вещества. П. был открыт в 1798, когда было обнаружено, что СаСО 3может 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, а серое олово (низкотемпературная модификация с алмазоподобной тетрагональной решёткой) хрупкий полупроводник. Некоторые соединения, например SiO 2, 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, NH 4и NO 3в разных модификациях NH 4NO 3). П. наблюдается и у жидких кристаллов.

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 a-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 ( S — энтропия ) , связанную с тепловыми колебаниями кристаллической решётки. Имеющая меньшую энергию более прочная (a-решётка менее восприимчива к возбуждению колебаний и характеризуется более пологой зависимостью U ( T ) . Кривые U a( T ) и U b( T ) пересекаются при некоторой температуре T 0. Ниже T 0более стабильна a-фаза, выше — b-фаза, T 0— температура равновесия a- и b-фаз. При нагреве a-модификация выше T 0она превращается в b. При дальнейшем повышении температуры (b-модификация может стать менее стабильной, чем g-модификация, которая, в свою очередь, затем превращается в d-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.

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.

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

Полиморфо'з, гельминтоз домашних и диких водоплавающих птиц, вызываемый скребнями— полиморфусами. Распространён в странах Северной Америки, Европы и Азии, в том числе в Европейской и Азиатской частях СССР. Тело паразита 9—16 мм длиной, оранжевого цвета, разделено перетяжкой на 2 части. Паразитирует в кишечнике. Развивается с участием промежуточных хозяев — рачков гаммарусов. Птицы заражаются на водоёмах при поедании последних, инвазированных личинками полиморфусов. Наиболее восприимчивы к П. утята, которые часто погибают. При лечении используют антгельминтики (четырёххлористый углерод, битионол и др.). Профилактика: изолированное выращивание молодняка, регулярная смена водоёмов.

Г. А. Котельников.

Полимочеви'ны, поликарбамиды, полиамиды угольной кислоты, линейные полимеры, содержащие в основной цепи макромолекулы карбамидные группировки —HN—CO—NH—. П. получают взаимодействием диаминов с соединениями различных классов (например, с диизоцианатами, фосгеном, мочевиной и её производными). В промышленности освоен способ получения П. из мочевины и нонаметилендиамина общей формулы

[—(CH 2) 9NHCONH—] n.

П. — кристаллическое вещество белого цвета; молекулярная масса 7—90 тыс., плотность 1,03—1,25 г/см 3 (20 °C), t пл245 °C. П. растворимы в крезоле, муравьиной и серной кислотах, диметилформамиде, метилпирролидоне; характеризуются высокой водостойкостью (водопоглощение за 24 ч 0,05—1,70%). По прочностным (при растяжении 66 Мн/м 2 или 660 кгс/см 2 ) и др. механическим показателям П. аналогичны полиамидам.