Définition du polymorphisme cristallin

Définitionpolymorphisme cristallin

Le polymorphisme cristallin est l'aptitude d'une entité chimique à cristalliser sous au moins deux formes cristallines différentes présentant les mêmes caractéristiques à l'état fondu, en solution, et à l'état de vapeur.

Dans le cas particulier des corps simples, on utilise pour des raisons historiques le terme allotropie.

Illustrons cette définition du polymorphisme cristallin par deux exemples.

Exemple

Le premier exemple concerne un cas d'allotropie célèbre, celle de l'atome de carbone qui peut exister sous forme de diamant, de graphite, de noir de charbon amorphe et maintenant sous des formes obtenues artificiellement comme les fullerènes et autres nanotubes.

Structure cristalline du diamant | | Informations complémentaires...Informations
Structure cristalline du diamantInformations
Structure cristalline du graphite | | Informations complémentaires...Informations
Structure cristalline du graphiteInformations

Exemple

Un bel exemple de polymorphisme d'une molécule organique d'intérêt pharmaceutique est celui du paracétamol (\ce{C8H9NO2}) dont nous donnons ci après la représentation des deux formes cristallines majeures telles qu'obtenues à partir d'une analyse par diffraction de Rayons X sur monocristaux.

Maille de la forme 1 du paracétamol (monoclinique) contenant 4 molécules de paracétamol | | Informations complémentaires...Informations
Maille de la forme 1 du paracétamol (monoclinique) contenant 4 molécules de paracétamolInformations
Maille cristalline de la forme 2 du paracétamol (orthorhombique) contenant 8 molécules de paracétamol | | Informations complémentaires...Informations
Maille cristalline de la forme 2 du paracétamol (orthorhombique) contenant 8 molécules de paracétamolInformations

On voit déjà sur ce second exemple que le positionnement de molécules dans la maille pourra avoir des conséquences sur les propriétés mécaniques de la poudre. L'existence d'une organisation en " feuillets plissés W " de la forme 1 (forme cristalline commercialisée en comprimé) n'est pas très favorable pour la compression. A contrario la forme 2 présente une structure en "feuillets planaires ===", très intéressante du point de vue de la compression, les feuillets pouvant glisser les uns par rapport aux autres. Cette planéité de la structure favorise la déformation plastique survenant pendant l'opération de compression.