Modifikation

Modifikation, Fachausdruck für das Erscheinen einer Substanz in verschiedenen festen Zustandsformen, die sich bei gleicher chemischer Zusammensetzung in ihren physikalischen und teilweise auch in ihren chemischen Eigenschaften unterscheiden.

Das Auftreten der Modifikationen hängt dabei von den äußeren Bedingungen wie z. B. Druck und Temperatur ab. Allgemein unterteilt man in allotrope, enantiotrope, monotrope und polymorphe Modifikation.

Kommt ein chemisches Element in mehreren Modifikationen vor, spricht man von allotropen Modifikationen und fasst dieses Phänomen unter dem Begriff Allotropie zusammen (griechisch allos: anders [beschaffen]; trope: Umwandlung). Beispiele hierfür sind Kohlenstoff, Helium und Selen.

Enantiotrope Modifikationen lassen sich wechselseitig ineinander überführen (griechisch enantios: entgegengesetzt). Dieser Fall liegt beispielsweise bei der Umwandlung von Alpha- zu Beta-Schwefel vor:

Sa ⇋ Sβ.

Im Gegensatz dazu sind monotrope Modifikationen nicht ineinander überführbar, d. h., die Umwandlung verläuft nur in eine Richtung (griechisch monos: allein). Dieses Verhalten findet man z. B. beim System weißer Phosphor, roter Phosphor und schwarzer Phosphor. Weißer Phosphor wandelt sich ab 200 °C in roten Phosphor um, während die rote Modifikation bei Temperaturen um 550 °C in die schwarze Form übergeht. Dagegen lässt sich der weiße Phosphor nicht direkt aus den anderen Modifikationen erhalten – dies ist nur über Kondensation von Phosphordampf möglich.

Im Falle einer Polymorphie existieren von der betreffenden Substanz gleich mehrere Modifikationen (griechisch polys: viel). Ausgewählte Beispiele sind Siliciumdioxid, Calciumcarbonat und Ammoniumnitrat.