ПОЛИТИПИЗМ

ПОЛИТИПИЗМ

ПОЛИТИПИ́ЗМ, явление, характерное для некоторых плотно упакованных (см. УПАКОВКИ ПЛОТНЕЙШИЕ) и слоистых кристаллических структур, частный случай полиморфизма (см. ПОЛИМОРФИЗМ (в минералогии)). Политипизм нередко проявляется в структурах, эквивалентных кубической и гексагональной плотной упаковке атомов. В политипных модификациях ближайшее атомное окружение одинаково, а различия обусловлены характером вторых (или даже более удаленных) координационных сфер, поэтому величины энергии их кристаллических решеток почти равны.
Политипизм — способность вещества кристаллизоваться в виде нескольких модификаций, каждая из которых при двух идентичных параметрах элементарной ячейки отличается лишь третьим, зависимым чаще всего от расстояния между соседними слоями. Политипные модификации представляют собой различные варианты наложения одинаковых двумерных структурных фрагментов и различаются способом и периодичностью их наложения. При этом два параметра решетки неизменны, а третий меняется, оставаясь кратным постоянной величине.
Политипы характеризуются цифрой, указывающей число слоев в элементарной ячейке, и буквой, выражающей тип ячейки: nH означает структуру с n-слойным периодом повторяемости вдоль оси с и примитивной гексагональной ячейкой, а nR — структуру с n-слойным периодом повторяемости вдоль оси с и решеткой, у которой примитивная ячейка ромбоэдрическая. У кристаллов политипных модификаций несколько различаются физические свойства, в основном те, которые зависят от параметра решетки по оси с. Например, величина двупреломления света прямо пропорциональна степени усложнения политипа, т. е. параметру cn.
У карбида кремния (см. КРЕМНИЯ КАРБИД) обнаружено более 50 политипных модификаций. Например, в гексагональном карбиде кремния наиболее распространена шестислойная упаковка. Кроме нее встречаются политипные модификации, представляющие собой укладки из таких же слоев, но с другим порядком их чередования, так что параметры ячейки a и b остаются теми же, а параметр c принимает значение nc, где n – период идентичности чередования слоев в структуре. Известны политипы, у которых n равно 4, 6, 15, 21, и далее до 192, 270, 400, 594, т. е. с самым разнообразным чередованием слоев и с гигантскими элементарными ячейками, у которых параметр с=150нм.
Политипные модификации наблюдаются у глинистых минералов. Более 10 политипных модификаций обнаружено у монокристаллов ZnS. Очень часто кристаллы ZnS состоят из набора политипов или сростков разных политипов, которые трудно разграничить. Политипия наблюдается в графите, молибдените MoS2, в кристаллах CdI2, CdBr2, PbI2 в дииодидах переходных элементов титана, ванадия, марганца, железа, кобальта, в соединениях TiS2, TiSe2, ZrS2, SnS2, PtS2 и многих других веществах с переходной структурой.