同质多像转变

4.9.2　同质多像转变

1.同质多像转变的概念

同质多像转变:由于物理化学条件的改变，使一种同质多像变体在固态条件下转变为另一种变体的过程。

2.影响同质多像转变的因素

(1)温度

同质多像变体间的转变温度在一定压力下是固定的，但转变的速度随温度的下降而急剧降低。一般地，温度的增高会促使同质多像向CN减小、相对密度降低的变体方向转变。对同一物质而言，一般高温变体的对称程度较高。

(2)压力

压力增大一般使同质多像向CN增大、相对密度增大的变体方向转变。

(3)介质性质

介质性质包括介质的成分、杂质及酸碱度等因素。

3.同质多像转变的类型

(1)变体间转变的两种类型

①双变性转变。两变体之间的转变是双向的，其转变过程快速且可逆。

②单变性转变。两变体之间的转变是单向的，其转变过程迟缓，且只在升温过程中发生。

(2)不同变体间的结构关系

①重建型转变。转变时晶体结构发生了彻底改组，包括键性、配位态及堆积方式等的变化，再重新建立起新变体的结构。在一类多晶转变中，结构的改变不能简单地通过原子位移来实现，必须打开原子之间的键，并且改建成一个新的结构。为了打开和重新组成键就需要较大的能量，所以这种类型的转变速度缓慢，高温型的变体经常可以被冷却至室温处于介稳状态，而不发生多晶转变，这种转变叫做重建性转变，如α-石英和α-鳞石英之间的转变。加入矿化剂可促使转变的进行。

②移位型转变。不涉及键的破坏和重建，只是结构中原子或离子稍做位移，键角有所改变，相当于整个结构发生了一定的变形。此类转变通常迅速而可逆。

③有序—无序转变。同种物质晶体结构的无序态与有序态之间的转变。

同质多像转变时，随着晶体结构的改变，其物理性质也相应发生突变，但晶体形态往往没有变化，而常保留原变体的外表形态。这种转变仅仅使结构畸变，并不打开任何键或改变最邻近的配位数，只是原子从原先的位置发生少许位移，使次级配位有所改变，这类转变称为位移性转变，有时也称为高低温转变。这种转变速度迅速，并且在一个确定温度下发生，例如β-石英和α-石英之间在573℃所发生的多晶转变。

从结构之间的能量关系来看，从疏松形式经位移性转变为折叠形式，结构的系统能量降低，中心质点与次级配位之间的距离缩小了。畸变形式是具有较低结构能量的低温型。

在硅酸盐中具有位移性转变的变体之间，高温型常具有疏松结构，并有较大的比容、热容和较高的熵;高温型变体的结构有较高的对称性，实际上低温型是高温型的衍生结构。

(3)副像

一种同质多像变体继承了另一种变体的晶形的现象，称为副像。