polymorphe und allotrope isakin olga 17.01.2012. 2 gliederung allotrope: kohlenstoff phosphor...
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Polymorphe und Allotrope
Isakin Olga
17.01.2012
2
Gliederung
Allotrope: ● Kohlenstoff
● Phosphor Polymorphe: ● Ritonavir
● Calciumcarbonat
● Schokolade
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Polymorphie und Allotropie
Polymorphie (Allotropie) ist nach einer Definition von E. A. Mitscherlich in der Chemie die Eigenschaft, dass eine Substanz in verschiedenen Erscheinungsformen (Festkörpermodifikationen) vorkommen kann.
4
Enantiotrope und monotrope Phasenumwandlung
z.B. Diamant ↔ Graphit z.B. weißer Phosphor
[1]
5
Kohlenstoff
FullereneDiamant
GraphitNanotubes
[3][2]
[2] [2]
[4]
6
Graphit und Diamant
Übereinandergelagerte, planare Kohlenstoffschichten
→ ABA-Stapelform Abstand zwischen den
Bindungsebenen 335 pm Schwache Van-der-Waals WW
zwischen den Schichten sp²-hybridisiert
Diamant-Struktur sp³-hybridisiert kubische Diamanten Struktur → ABC
und eine hexagonale Struktur→ AB (Lonsdaleit)
Abstand zwischen den Bindungsebenen 205 pm
Bindungspartner 154 pm
[5]
[5]
[5]
7
Fullerene und Nanotubes
Geschlossene Käfig Form aus regelmäßigen Fünf- und Sechsecken
C-C-Abstand 141 pm Hohe Stabilität durch Aromatizität
(delokalisierte Elektronen) + niedrige Reaktivität
C-Atome sind in Sechsecken angeordnet → aufgerollte einatomige Schicht von Graphit
C-C-Abstand 147 pm MWNTs und SWNTs (multi walled
nanotubes und single walled nanotubes)
[6]
[8]
[7]
[9]
[10][10]
8
Phosphor[11] [11]
[12][12]
[5]
9
Weißer und schwarzer Phosphor
Weißer Phosphor: Tetraedrische P Moleküle weicher wachsartiger Stoff sehr giftig flüchtigste und reaktivste
Modifikation (selbstentzündend an Luft)
Bindungswinkel 60°
Schwarzer Phosphor: thermodynamisch stabilste Form übereinander liegende
Doppelschichten
[11]
[5]
4
10
Violetter Phosphor: Phosphoratome ordnen sich in
fünfeckigen Röhren an, diese bilden gitterartige Vernetzungen (Röhrenstruktur)
Faserige Form des roten P: reaktionsträger als weißer P mit Kristallstruktur des
Hittorfschen P eng verwandt
→ Röhren mit pentagonalem Querschnitt
→ reguläre Abfolge von drei unterschiedlichen Baueinheiten
parallele Anordnung der
Phosphorröhren
Violetter und roter Phosphor
[13]
[14]
[13]
11
Ritonavir
Handelsname Norvir ® (Form I) ein hochwirksames antivirales Medikament für die AIDS-Therapie
1992: Entwicklung des Medikaments → Form I 1996: weltweite Zulassung auf dem Markt 1998: Medikament wurde vom Markt genommen → Form II
geringere Löslichkeit 1999: Neuzulassung der veränderten Kapseln → nur aus Form II
[15]
[16]
12
Calciumcarbonat
Calciumcarbonat: häufigstes Mineral
in der Natur Modifikationen:
Calcit,
Aragonit und
Vaterit
[17]
13
Calcit trigonales Kristallsystem a = b = 498 pm c = 1712 pm α = β = γ 90° dieser Typ lässt sich vom
NaCl-Typ ableiten C trigonal planar von drei O
umgeben Calciumionen oktaedrisch von
sechs Carbonationen umgeben
stabilste Form
[17]
14
Aragonit Kristallisation im
orthorhombischen Systema = 496 pm, b = 797 pm, c = 574 pm α = β = γ 90° dieser Typ lässt sich vom NiAs-
Typ ableiten Calciumionen sind trigonal-
prismatisch von sechs Carbonatgruppen umgeben
Carbonatgruppen sind oktaedrisch von sechs Calciumionen umgeben
[18]
[19] [19]
15
Polymorphismus, der schmeckt
[15]
[21]
[22]
[20]
16
Literaturverzeichnis[1] Skript zur Vorlesung Festkörperchemie I, S. 33/34[2] http://www.kienzlers-world.de/Unterricht/downloads/Chemie_8/Modifikationen.pdf, Besuchsdatum 23.12.2011[3] http://www.timmeyer.de/PDF/Forschung_Beton.pdf, Besuchsdatum 23.12.2011[4] http://us.123rf.com/400wm/400/400/fambros/fambros0902/fambros 090200015/4296425-carbon-form-periodensystem-der-elemente.jpg, Besuchsdatum 23.12.2011[5] Riedel/Janiak, Anorganische Chemie, 7.Auflage, 2007[6] http://www.cumschmidt.de/sm_fullerene.htm, Besuchsdatum 27.12.2011[7] http://eosl.gtri.gatech.edu/Portals/8/c60.gif, Besuchsdatum 27.12.2011[8] http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Kohlenstoffnanoroehre_Animation.gif&filetimestamp=20051001213841, Besuchsdatum
27.12.2011[9] Die Modifikationen des Kohlenstoffs, Abschlusspräsentation zu „EDV für Chemiker“ von Sabine Simon, Uwe Schaller, Michael Schütz im SS
2004, Besuchsdatum 23.12.2011[10] http://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.260/%C3%9Cbungen/vortrag_naotubes.pdf, Besuchsdatum 23.12.2011[11] http://de.wikipedia.org/wiki/Phosphor, Besuchsdatum 23.12.2011[12] http://www.seilnacht.com/Lexikon/15Phosp.htm, Besuchsdatum 28.12.2011[13] A.Pfitzner, Angew.Chem., 2006, 714-715[14] Thun und Krebs, Über Struktur und Eigenschaften der Halbmetalle. XXll. Die Kristallstruktur des Hittorfschen Phosphors, 1969[15] Klaus Roth, Chem. Unserer zeit, 2006, 398-406[16] http://2.bp.blogspot.com/_-wrPH-GokOc/TMDWJbZ2j3I/AAAAAAAAGNU/Ck-AkHleM_g/s1600/norvir_1%5B1%5D.jpe, Besuchsdatum
28.12.2011[17] Michael Reuß: Beeinflussung der feinstkristallinen Ausscheidung von Calciumcarbonat (CaCO3) durch Verfahrensparameter und die
Dotierung mit ausgewählten Chloriden der Seltenen Erden, Dissertation, Lübeck 2003, S.6, verändert[18] http://ruby.chemie.uni-freiburg.de/Vorlesung/Gif_bilder/Strukturtypen/ab_nickelarsenid.gif, Besuchsdatum 04.01.2012, verändert[19] http://de.wikipedia.org/wiki/Nickelarsenid, Besuchsdatum 04.01.2012[20] http://www.maggi.de/NR/rdonlyres/F463F874-E671-41B3-AA49-D7C2520D880D/0/schokolade_1.jpg, Besuchsdatum 04.01.2012[21] http://www.planet-wissen.de/alltag_gesundheit/essen/schokolade/img/intro_schokolade_tafeln_g.jpg, Besuchsdatum 04.01.2012[22] http://www.cafe-passon.de/uploads/pics/schokolade.jpg, Besuchsdatum 04.01.2012
Weiter Quellen:Ulrich Müller, Anorganische Strukturchemie, 6. Auflage, Teubner, 2008http://www.future-carbon.de/de/Nanomaterialien, Besuchsdatum 28.12.2011