Polimorfisme dan Fase Transisi

Polimorfisme dan Fase Transisi

Polimorfisme adalah kemampuan suatu logam untuk tetap berada pada 2 atau lebih bentuk kristal tergantung pada suhu dan komposisinya.

Stabilitas Termodinamika

Ketika entalpi bebas dari reaksi ∆G untuk transformasi struktur senyawa
ke struktur lain adalah positif, maka struktur ini disebut stabilitas termodinamika.
Sejak ∆G tergantung pada ΔH entalpi transisi dan transisi entropi ΔS, dan ΔH
dan Δ S bergantung pada tekanan dan temperatur, struktur bisa stabil hanya pada tekanan dan suhu tertentu. Dengan variasi tekanan dan atau suhu, ∆G akhirnya akan menjadi relatif negatif terhadap beberapa struktur lain dan fase transisi akan mungkin terjadi. Fase transisi yang terbentuk mungkin dari padatan ke modifikasi padatan lain, atau mungkin menjadi transisi ke keadaan lain.

Menurut hubungan termodinamika

∆G = ∆H  - T ∆S dan ∆H = ∆U + p∆V                                                                   (4.1)

mengikuti aturan yang dapat diberikan untuk bergantung pada suhu dan tekanan struktur termodinamika yang stabil:

1.      1. Struktur dengan meningkatnya suhu T, derajat yang rendah maka akan di sukai. Pembentukan tersebut melibatkan entropi ΔS transisi positif dan nilai ∆G yang tergantung pada T ΔS. Misalnya, antara hexahalides seperti 2 modifikasi MoF₆ dikenal dalam keadaan padat, satu memiliki molekul dengan orientasi yang jelas dan molekul lain yang memiliki berputar sekitar pusat gravitasi mereka dalam kristal. Karena urutan lebih rendah untuk modifikasi yang terakhir, maka termodinamikanya akan stabil pada suhu yang lebih tinggi. Dalam keadaan cair, urutannya bahkan lebih rendah dalam bentuk gas. Meningkatkan suhu sehingga mengakibatkan pencairan dan akhirnya penguapan zat.

 

1.      2. Struktur dengan tekanan P yang tinggi maka volume akan lebih rendah, yakni untuk yang memiliki densitas yang tinggi. Sebagai pembentukan yang melibatkan penurunan volume (ΔV = negatif), maka ΔH
mencapai nilai negatif. Misalnya, berlian (kerapatan 3,51 g/cm³) lebih stabil dibandingkan grafit (kerapatan 2,26 g/cm³) pada tekanan yang sangat tinggi.

Stabilitas Kinetika

Struktur dengan termodinamika yang tidak stabil dapat dikonversi ke beberapa struktur pada hasil tingkat yang diabaikan. Dalam kasus ini, kita dapat menyebutnya struktur yang metastabil., inert atau stabilitas kinetika. Sejak nilai k yang konstan bergantung pada energi aktivasi E_a dan suhu yang sesuai dengan persamaan Arhenius.

 

 

kita memiliki kestabilan kinetik setiap kali hasil k diabaikan dengan perbandingan E_a/RT besar. Pada suhu yang cukup rendah struktur apapun dapat distabilkan secara kinetik. Stabilitas kinetik bukanlah istilah yang didefinisikan dengan baik karena batas bawah dari tingkat konversi yang harus dipertimbangkan sewenang-wenang telah diabaikan. Kacamata biasanya adalah zat metastabil. Seperti padatan kristal kacamata menunjukkan makroskopik membentuk stabilitas, tetapi karena struktur dan beberapa sifat fisiknya maka harus dianggap sebagai cairan dengan viskositas yang sangat tinggi. struktur kacamata pada transisi ke sebuah termodinamika yang lebih stabil hanya dapat dicapai oleh gerakan atom yang luas, namun atom dengan mobilitas yang luas sangat terganggu oleh cross-linking. Termodinamika dengan struktur dan sifat dari berbagai zat yang tidak stabil dalam kondisi normal hanya dikenal karena zat tersebut metastabil dan karenanya dapat dipelajari dalam kondisi normal.