Polymorphe und Allotrope

1. Polymorphe und Allotrope Isakin Olga 17.01.2012

2. Gliederung • Allotrope: ● Kohlenstoff ● Phosphor • Polymorphe: ● Ritonavir ● Calciumcarbonat ● Schokolade

3. 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 [1] z.B. weißer Phosphor z.B. Diamant ↔ Graphit

5. Kohlenstoff [3] [2] [4] Nanotubes Graphit [2] [2] Fullerene Diamant

6. 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 Graphit und Diamant [5] [5] [5]

7. 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) [8] [10] Fullerene und Nanotubes [6] [10] [9] [7]

8. Phosphor [11] [11] [5] [12] [12]

9. 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 Weißer und schwarzer Phosphor 4 [5] [11]

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] [13] [14]

11. Ritonavir [15] [16] • 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

12. Calciumcarbonat [17] • Calciumcarbonat: häufigstes Mineral in der Natur • Modifikationen: Calcit, Aragonit und Vaterit

13. Calcit [17] • 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

14. Aragonit [18] • Kristallisation im orthorhombischen System a = 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 [19] [19]

15. Polymorphismus, der schmeckt [21] [20] [22] [15]

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, 2008 http://www.future-carbon.de/de/Nanomaterialien, Besuchsdatum 28.12.2011