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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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1 Polymorphe und Allotrope Isakin Olga

2 2 Gliederung Allotrope: Kohlenstoff Phosphor Polymorphe: Ritonavir Calciumcarbonat Schokolade

3 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 4 Enantiotrope und monotrope Phasenumwandlung z.B. Diamant Graphit z.B. weißer Phosphor [1]

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

6 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]

7 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]

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

9 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 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 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 12 Calciumcarbonat Calciumcarbonat: häufigstes Mineral in der Natur Modifikationen: Calcit, Aragonit und Vaterit [17]

13 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 14 Aragonit 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 [18] [19]

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

16 16 Literaturverzeichnis [1] Skript zur Vorlesung Festkörperchemie I, S. 33/34 [2] Besuchsdatum http://www.kienzlers-world.de/Unterricht/downloads/Chemie_8/Modifikationen.pdf [3] Besuchsdatum http://www.timmeyer.de/PDF/Forschung_Beton.pdf [4] / carbon-form-periodensystem-der-elemente.jpg, Besuchsdatum [5] Riedel/Janiak, Anorganische Chemie, 7.Auflage, 2007 [6] Besuchsdatum http://www.cumschmidt.de/sm_fullerene.htm [7] Besuchsdatum [8] Besuchsdatum [9] Die Modifikationen des Kohlenstoffs, Abschlusspräsentation zu EDV für Chemiker von Sabine Simon, Uwe Schaller, Michael Schütz im SS 2004, Besuchsdatum [10] Besuchsdatum http://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.260/%C3%9Cbungen/vortrag_naotubes.pdf [11] Besuchsdatum http://de.wikipedia.org/wiki/Phosphor [12] Besuchsdatum http://www.seilnacht.com/Lexikon/15Phosp.htm [13] A.Pfitzner, Angew.Chem., 2006, [14] Thun und Krebs, Über Struktur und Eigenschaften der Halbmetalle. XXll. Die Kristallstruktur des Hittorfschen Phosphors, 1969 [15] Klaus Roth, Chem. Unserer zeit, 2006, [16] Besuchsdatum http://2.bp.blogspot.com/_-wrPH-GokOc/TMDWJbZ2j3I/AAAAAAAAGNU/Ck-AkHleM_g/s1600/norvir_1%5B1%5D.jpe [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] Besuchsdatum , veränderthttp://ruby.chemie.uni-freiburg.de/Vorlesung/Gif_bilder/Strukturtypen/ab_nickelarsenid.gif [19] Besuchsdatum http://de.wikipedia.org/wiki/Nickelarsenid [20] Besuchsdatum [21] Besuchsdatum http://www.planet-wissen.de/alltag_gesundheit/essen/schokolade/img/intro_schokolade_tafeln_g.jpg [22] Besuchsdatum http://www.cafe-passon.de/uploads/pics/schokolade.jpg Weiter Quellen: Ulrich Müller, Anorganische Strukturchemie, 6. Auflage, Teubner, Besuchsdatum


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