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[[Datei:Mica-polytypes-a-c-plane.gif|mini|hochkant=2|''Polytypie am Beispiel der [[Glimmergruppe]]'': Die Großbuchstaben A, B, C bezeichnen Schichteinheiten der Glimmerstruktur mit unterschiedlicher Orientierung]]
'''Polytypie''' ist ein Begriff aus der [[Kristallographie]] und bezeichnet das Phänomen, dass ein [[Chemisches Element|Element]] oder eine [[Chemische Verbindung|Verbindung]] in mehreren verschiedenen Strukturmodifikationen vorkommt, die durch Stapelung von schichtförmigen Baueinheiten mit (nahezu) identischer Struktur und Zusammensetzung aufgebaut werden. Eine solche Strukturmodifikation bezeichnet man als '''Polytyp''' und diese unterscheidet sich von anderen Polytypen der gleichen Verbindung nur in der Stapelreihenfolge der Baueinheiten. Sie erhalten keine eigenen Mineralnamen. Alte, etablierte Namen für Polytype sind aber weiterhin gültig.<ref name="Bailey et al. 1977" /><ref name="Guinier et al. 1984" />

Den Begriff '''Polytypie''' führte [[Heinrich Adolph Baumhauer]] im Jahr 1915 ein.<ref name="Baumhauer 1915" />

== Abgrenzungen ==
'''Polytypoide''' sind verschiedene Polytype einer Verbindung, deren Zusammensetzungen sich um mehr als 0,25 apfu (Atome pro [[Formeleinheit]]) unterscheiden.<ref name="Guinier et al. 1984" />

[[Polymorphie (Stoffeigenschaft)|Polymorphie]] bezeichnet das Phänomen, dass ein Element oder eine chemische Verbindung in unterschiedlichen Strukturen kristallisiert, die keine strukturelle Verwandtschaft haben müssen. Polymorphe haben im Allgemeinen klar voneinander abgegrenzte Stabilitätsbereiche und ihre Gitterkonstanten stehen nicht notwendigerweise in einfachen ganzzahligen Verhältnis zueinander.<ref name="Hatert et al. 2023" />

[[Polysomie (Kristallographie)|Polysomie]] bezeichnet in der [[Kristallographie]] das Phänomen, dass kristalline Verbindungen unterschiedlicher Zusammensetzung als Kombination eines Sets aus mindestens zwei Strukturblöcken unterschiedlicher Zusammensetzung beschrieben werden können. Im Gegensatz zu Polytypen haben Polysome immer unterschiedliche Zusammensetzungen und erhalten eigenständige Mineralnamen, wenn sie natürlich vorkommen.<ref name="Thompson 1978" /><ref name="Ferraris et al. 1986" /><ref name="Hatert et al. 2023" />

== Eigenschaften ==
Polytype haben in Richtung der Stapelung der schichtförmigen Baugruppen [[Gitterkonstante]]n, die ganzzahlige Vielfache der Dicke der einzelnen Einheiten sind. Die übrigen Kanten der [[Elementarzelle]]n verschiedener Polytype sind nahezu gleich.<ref name="Bailey et al. 1977" /><ref name="Guinier et al. 1984" />

Da sich Polytype nur in der Abfolge unterschiedlich orientierter aber ansonsten nahezu gleicher Baugruppen unterscheiden, sind ihre [[Thermodynamik|thermodynamischen]] Eigenschaften ebenfalls fast gleich. Infolgedessen können verschiedene Polytype einer Verbindung bei gleichen Bedingungen nebeneinander gebildet werden, z. B. [[Muskovit#Kristallstruktur|Muskovit-2M1]], -2M2 und -3T oder [[Phlogopit|Phlogopit-1M]]<ref name="MA-Phl-1M" /> und -3T<ref name="MA-Phl-3T" />. Vermutlich spielen hierbei aber auch geringe Unterschiede in den Zusammensetzungen und Prozesse beim [[Kristallwachstum]] ([[Kinetik (Chemie)|Kinetik]]) eine Rolle.<ref name="Ferraris et al. 2001" />

== Nomenklatur ==
Eine Kommission der [[International Mineralogical Association]] (IMA) und der [[International Union of Crystallography]] (IUCr) erarbeitete ein [[Notation]]s<nowiki></nowiki>system für polytype Verbindungen.

Demnach setzt sich die Bezeichnung einer polytypen Verbindung zusammen aus:<ref name="Bailey et al. 1977" /><ref name="Guinier et al. 1984" />
* dem [[Mineral]]<nowiki></nowiki>namen, gefolgt von einem Bindestrich
* einem [[Suffix]]. Das Suffix setzt sich aus vier Teilen zusammen:
** einem Großbuchstaben zur Bezeichnung des [[Kristallsystem]]s:
*** C: [[Kubisches Kristallsystem|kubisch]]
*** H: [[Hexagonales Kristallsystem|hexagonal]]
*** T: [[Trigonales Kristallsystem|trigonal]]
**** R: [[rhomboedrisch]]
*** TT oder Q (für quadratisch): [[Tetragonales Kristallsystem|tetragonal]]
*** OR oder O: [[Orthorhombisches Kristallsystem|orthorhombisch]]
*** M: [[Monoklines Kristallsystem|monoklin]]
*** A (für anortisch) oder TC: [[Triklines Kristallsystem|triklin]]
*** P: Pseudosymmetrie; kann der Bezeichnung des Kristallsystems vorangestellt werden, wenn die wahre Symmetrie nicht bekannt oder Pseudosymmetrie von besonderem Interesse ist.
** drei Kleinbuchstaben (a,b,c) für die Achsen der Elementarzellen, jeweils ergänzt um eine Zahl, die die [[Periodizität]] der Struktureinheiten relativ zu den Kanten der Elementarzelle angibt. In Fällen, in denen diese Periodizität fehlt (ungeordnete Abfolge der Baueinheiten), wird die betroffene Achse mit einem tiefer gestellten d für ''disordered'' – ungeordnet gekennzeichnet.

Die vollständigen Namen der polymorphen Verbindung Al(OH)3 lauteten z. B.:<ref name="Bailey et al. 1977" /><ref name="Guinier et al. 1984" />
* Gibbsit-PORabc ([[Bayerit]])
* Gibbsit-Mba2c ([[Hydrargillit]])
* Gibbsit-PM2b2ac ([[Gibbsit]])
* Gibbsit-Aba2c ([[Nordstrandit]])

Diese ausführliche Benennung der Polytype wird zumeist abgekürzt:
* Bei einer Periodizität von 1 wird die Ziffer weggelassen.
* Bei tetragonalen und hexagonalen Verbindungen sind die ersten beiden Achsen identisch und können ganz weggelassen werden; der Bezeichner der Periodizität wird dann vor das Symbol für die Symmetrie geschrieben. Graphit-Haa2c kann so zu der allgemein gebräuchlichen Bezeichnung [[Graphit|Graphit-2H]] abgekürzt werden. Gleiches gilt auch für pseudo-hexagonale Verbindungen, z. B. [[Cordierit|Cordierit-1PH]].<ref name="Guinier et al. 1984" />

Die abgekürzten Schreibweisen sind ebenfalls bei vielen Verbindungen mit geringerer Symmetrie gebräuchlich, auch wenn sie streng genommen nicht korrekt sind. So kann [[Muskovit|Muskovit-Mab2c]] (Muskovit-PHab2c) noch problemlos zu Muskovit-2M (Muskovit-2M1) abgekürzt werden, während beim Muskovit-Mba2c die Abkürzung zu Muskovit-2M2 die Regeln streng genommen bereits verletzt. Dennoch sind diese weit verbreiteten Bezeichnungen weiterhin gültig, ebenso wie unterschiedliche Mineralnamen für verschiedene Polytype einer Verbindung.<ref name="Guinier et al. 1984" />

== Beispiele ==

=== Siliciumcarbid ===
[[Siliciumcarbid]] (SiC) ist ein technisch bedeutender Werkstoff und die Eigenschaften unterscheiden sich bei den verschiedenen Polytypen. Seit Beginn des 20. Jahrhunderts werden sie intensiv untersucht.

[[Heinrich Adolph Baumhauer]] untersuchte Anfang des 20. Jahrhunderts die Kristallform von synthetischem Siliciumcarbid (Carborundum / Karborund). Er beobachtete drei Typen von Kristallen, die sich in ihren Flächenkombinationen unterschieden und denen er unterschiedliche Röntgenbeugungsbilder sowie trigonale bzw. hexagonale Symmetrie zuordnen konnte. Alle drei Typen kristallisierten gemeinsam aus der gleichen Schmelze und bildeten häufig regelmäßige Verwachsungen mit parallelen Achsen. Ihre Gitterkonstanten konnten auf gleiche Achsenverhältnisse zurückgeführt werden. Für diese besondere Form der Polymorphie führte er im Jahr 1915 den Begriff ''Polytypie'' ein.<ref name="Baumhauer 1915" />

In den folgenden Jahren wurden weitere Polytype von SiC beschrieben und [[Lewis Stephen Ramsdell]] schlug 1947 eine Benennung nach Symmetrie (H für hexagonal, R für rhomboedrisch) und Anzahl der Schichten bis zu einer Wiederholung der Reihenfolge vor. Die damals bekannten Polytypen waren: ß-SiC (kubisch), 4H (Typ III), 6H (Typ II), 15R (Typ I), 21R (Typ IV), 33R (Typ VI), 51R (Typ V), 87R (neuer Typ).<ref name="Ramsdell 1947" />

Bis 1990 wurden über 250 Polytype des Siliciumcarbids beschrieben und zahlreiche Theorien über ihre Entstehung.<ref name="Fisher & Barnes 1990" /> Die Anzahl der Schichten bis zu einer Wiederholung der Schichtfolge kann in seltenen Fällen sehr hoch sein wie z. B. beim Polytyp 411R.<ref name="Rai et al. 1984" /> Die höchste bislang beobachtete Schichtfolge lieg bei 1200 Schichten und eine Arbeitsgruppe schätzt die maximal mögliche Anzahl von Schichten eines SiC-Polytyps auf ~2600.<ref name="Kelly et al. 2005" />

=== Hexagonale Ferrite ===
Materialwissenschaftler vom U.S. Army Electronics Laboratories beschrieben Mitte der 1960er Jahre eine [[Polysomie (Kristallographie)|polysomatsche Reihe]] [[Hexagonale Ferrite|hexagonaler Ferrite]], die aus zwei Blöcken unterschiedlicher Zusammensetzung aufgebaut werden: Zwei [[Magnetoplumbit]]-Blöcke (BaFe12O19, M) und 1 - 10 Ba2Zn2Fe12O22-Blöcken (Y). Alle Polysome dieser Reihe mit zwei oder mehr Y-Blöcken bilden Polytype gemischter Schichten, die sich in der Abfolge der Schichten unterscheiden. So bildet das Polysom M2Y2 zwei Polytype MMY2 (66R) und MYMY (22H) und das Polysom M2Y8 die Polytype MMY8 (174Ra), MYMY7 (58Ha), MY2MY6 (174Rb), MY3MY5 (174Rc), MY4MY4 (58Hb).<ref name="Kohn & Eckart 1965" />

== Siehe auch ==
* [[Schichtstruktur]]

== Literatur ==
* {{Literatur | Autor = A. Guinier, G. B. Bokj, K. Boll-Dornberger, J. M. Cowley, S. Durovic, H. Jagodzinski, P. Krishna, P. M. De Wolff, B. B. Zvyagin, D. E. Cox, P. Goodman, Th. Hahn, K. Kuchitsu, S. C. Abrahams | Titel = Nomenclature of polytype structures. Report of the International Union of Crystallography Ad hoc Committee on the Nomenclature of Disordered, Modulated and Polytype Structures | Sammelwerk = Acta Crystallographica Section A | Band = 40 | Jahr = 1984 | Nummer = 4 | Seiten = 399–404 | DOI= 10.1107/S0108767384000842 | Online= [https://journals.iucr.org/a/issues/1984/04/00/a23090/a23090.pdf iucr.org] | Format= PDF | KBytes= 678 | Abruf= 2025-08-22}}
* {{Literatur | Autor = Giovanni Ferraris, Angela Gula, Gabriella Ivaldi, Massiom Nespolo, Elena Sokolova, Yulia Uvarova, and Alexander P. Khomyakov | Titel = First structure determination of an MDO-2O mica polytype associated with a 1M polytype | Sammelwerk = European Journal of Mineralogy | Band = 13 | Jahr = 2001 | Nummer = 6 | Seiten = 1013–1023 | DOI= 10.1127/0935-1221/2001/0013-1013 | Online= [https://www.researchgate.net/publication/249517197_First_structure_determination_of_an_MDO-2O_mica_polytype_associated_with_a_1M_polytype researchgate.net] | Format= PDF | KBytes= 527 | Abruf= 2025-08-25}}

== Weblinks ==
* [http://reference.iucr.org/dictionary/Polytypism IUCr Online Dictionary (engl.)]

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="Baumhauer 1915">
{{Literatur | Autor = H. Baumhauer | Titel = XII. Über die verschiedenen Modifikationen des Carborundums und die Erscheinung der Polytypie | Sammelwerk = Zeitschrift für Kristallographie - Crystalline Materials | Band = 55 | Jahr = 1915 | Sprache= de | Seiten = 249–259 | DOI= 10.1524/zkri.1915.55.1.249 | Online= [https://zenodo.org/records/2290429/files/article.pdf zenodo.org] | Format= PDF | KBytes= 588 | Abruf= 2025-08-31}}
</ref>
<ref name="Bailey et al. 1977">
{{Literatur | Autor = S. W. Bailey, V. A. Frank-Kamenetskii, S. Goldsztaub, A. Kato, A. Pabst, H. Schulz, H. F. W. Taylor, M. Fleischer, A. J. C. Wilson | Titel = International Union of Crystallography. Report of the International Mineralogical Association (IMA) - International Union of Crystallography (IUCr) Joint Committee on Nomenclature | Sammelwerk = Acta Crystallographica Section A | Band = 33 | Jahr = 1977 | Seiten = 681–684 | Online= [https://journals.iucr.org/a/issues/1977/04/00/a14203/a14203.pdf iucr.org] | Format= PDF | KBytes= 512 | Abruf= 2025-08-22}}
</ref>
<ref name="Ferraris et al. 1986">
{{Literatur | Autor= Giovanni Ferraris, Marcello Mellini, Stefano Merlino | Titel= Polysomatism and the classification of minerals | Sammelwerk= Rendiconti Societa Italiana di Mineralogia e Petrologia | Band= 41 | Nummer= 2 | Datum= 1986 | Sprache= en | Seiten= 181–192 | Online= [https://rruff.info/rdsmi/V41/RDSMI41_181.pdf rruff.info] | Format= PDF | KBytes= 2248 | Abruf= 2025-06-10}}
</ref>
<ref name="Ferraris et al. 2001">
{{Literatur | Autor = Giovanni Ferraris, Angela Gula, Gabriella Ivaldi, Massiom Nespolo, Elena Sokolova, Yulia Uvarova, and Alexander P. Khomyakov | Titel = First structure determination of an MDO-2O mica polytype associated with a 1M polytype | Sammelwerk = European Journal of Mineralogy | Band = 13 | Jahr = 2001 | Nummer = 6 | Seiten = 1013–1023 | DOI= 10.1127/0935-1221/2001/0013-1013 | Online= [https://www.researchgate.net/publication/249517197_First_structure_determination_of_an_MDO-2O_mica_polytype_associated_with_a_1M_polytype researchgate.net] | Format= PDF | KBytes= 527 | Abruf= 2025-08-25}}
</ref>
<ref name="Fisher & Barnes 1990">
{{Literatur | Autor = G. R. Fisher & P. Barnes | Titel = Towards a unified view of polytypism in silicon carbide | Sammelwerk = Philosophical Magazine B | Band = 61 | Nummer= 2 | Jahr = 1990 | Sprache= en | Seiten = 217–236 | DOI= 10.1080/13642819008205522 | Online= [https://www.researchgate.net/profile/Paul-Barnes-3/publication/249050185_Towards_a_unified_view_of_polytypism_in_SiC/links/5549db250cf26eacd6920f15/Towards-a-unified-view-of-polytypism-in-SiC.pdf researchgate.net] | Format= PDF | KBytes= 1175 | Abruf= 2025-09-02}}
</ref>
<ref name="Guinier et al. 1984">
{{Literatur | Autor = A. Guinier, G. B. Bokj, K. Boll-Dornberger, J. M. Cowley, S. Durovic, H. Jagodzinski, P. Krishna, P. M. De Wolff, B. B. Zvyagin, D. E. Cox, P. Goodman, Th. Hahn, K. Kuchitsu, S. C. Abrahams | Titel = Nomenclature of polytype structures. Report of the International Union of Crystallography Ad hoc Committee on the Nomenclature of Disordered, Modulated and Polytype Structures | Sammelwerk = Acta Crystallographica Section A | Band = 40 | Jahr = 1984 | Nummer = 4 | Seiten = 399–404 | DOI= 10.1107/S0108767384000842 | Online= [https://journals.iucr.org/a/issues/1984/04/00/a23090/a23090.pdf iucr.org] | Format= PDF | KBytes= 678 | Abruf= 2025-08-22}}
</ref>
<ref name="Hatert et al. 2023">
{{Literatur | Autor= Frédéric Hatert, Stuart J. Mills, Marco Pasero, Ritsuro Miyawaki and Ferdinando Bosi | Titel= CNMNC guidelines for the nomenclature of polymorphs and polysomes | Sammelwerk= Mineralogical Magazine | Band= 87 | Datum= 2023 | Sprache= en | Seiten= 225–232 | DOI= 10.1180/mgm.2023.13 | Online= [https://www.cambridge.org/core/services/aop-cambridge-core/content/view/27E97897B799D039A9D417B69E81C12B/S0026461X23000130a.pdf/cnmnc-guidelines-for-the-nomenclature-of-polymorphs-and-polysomes.pdf cambridge.org] | Format= PDF | KBytes= 524 | Abruf= 2025-06-09}}
</ref>
<ref name="Kelly et al. 2005">
{{Literatur | Autor= J. F. Kelly, G. R. Fisher and P. Barnes | Titel= Correlation between layer thickness and periodicity of long polytypes in silicon carbide | Sammelwerk= Materials Research Bulletin | Band= 40 | Nummer = 2 | Datum= 2005 | Sprache= en | Seiten= 249–255 | Online= [https://eprints.bbk.ac.uk/id/eprint/344/1/Binder1.pdf eprints.bbk.ac.uk] | Format= PDF | KBytes= 248 | Abruf= 2025-09-07}}
</ref>
<ref name="Kohn & Eckart 1965">
{{Literatur | Autor= J. A. Kohn, D. W. Eckart | Titel= Mixed-Layer Polytypes Related to Magnetoplumbite | Sammelwerk= The American Mineralogist | Band= 50 | Datum= 1965 | Sprache= en | Seiten= 1371–1380 | Online= [http://www.minsocam.org/ammin/AM50/AM50_1371.pdf minsocam.org] | Format= PDF | KBytes= 594 | Abruf= 2025-06-09}}
</ref>
<ref name="MA-Phl-1M">
{{Mineralienatlas | ID= Phlogopit-1M | Abruf= 2022-02-22}}
</ref>
<ref name="MA-Phl-3T">
{{Mineralienatlas | ID= Phlogopit-3T | Abruf= 2022-02-22}}
</ref>
<ref name="Rai et al. 1984">
{{Literatur | Autor = R. S. Rai, P. Korgul and G. Singh | Titel = High-resolution electron microscopic studies on a new polytype of SiC and its intergrowth structures | Sammelwerk = Acta Crystallographica Section B | Band = B40 | Jahr = 1984 | Seiten = 132–138 | DOI= 10.1107/S0108768184001877}}
</ref>
<ref name="Ramsdell 1947">
{{Literatur | Autor= Lewis S. Ramsdell | Titel= Studies on Silicon Carbide | Sammelwerk= The American Mineralogist | Band= 32 | Nummer= 0102 | Datum= 1947 | Sprache= en | Seiten= 64–82 | Online= [https://msaweb.org/AmMin/AM32/AM32_64.pdf msaweb.org] | Format= PDF | KBytes= 896 | Abruf= 2025-09-02}}
</ref>
<ref name="Thompson 1978">
{{Literatur | Autor= James B. Thompson, Jr. | Titel= Biopyriboles and polysomatic series | Sammelwerk= The American Mineralogist | Band= 63 | Datum= 1978 | Sprache= en | Seiten= 239–249 | Online= [https://msaweb.org/AmMin/AM63/AM63_239.pdf msaweb.org] | Format= PDF | KBytes= 844 | Abruf= 2025-06-10}}
</ref>
</references>

{{Normdaten|TYP=s|GND=4123966-0}}

[[Kategorie:Kristallographie]]

Polytypie - Versionsgeschichte

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