ในวิชาผลึกศาสตร์โพลีมอร์ฟิซึม เป็นปรากฏการณ์ที่สารประกอบหรือธาตุสามารถตกผลึกเป็น โครงสร้างผลึกได้มากกว่าหนึ่งแบบคำจำกัดความของโพลีมอร์ฟิซึมมีการเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา และในปี 2015 ก็ยังคงอยู่ระหว่างการอภิปราย^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}การอภิปรายนี้เกี่ยวข้องกับการแยกแยะประเภทของการเปลี่ยนแปลงและโครงสร้างที่เกิดขึ้นในโพลีมอร์ฟิซึมเมื่อเทียบกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในปรากฏการณ์อื่นๆ

การเปลี่ยนสถานะ (การเปลี่ยนแปลงเฟส) ที่ช่วยอธิบายโพลีมอร์ฟิซึม ได้แก่ การเปลี่ยนสถานะโพลีมอร์ฟิก รวมถึงการหลอมเหลวและการระเหย ตามIUPAC การเปลี่ยนสถานะโพลีมอร์ฟิกคือ "การเปลี่ยนสถานะแบบย้อนกลับได้ของเฟสผลึกของแข็งที่อุณหภูมิและความดันที่กำหนด (จุดผกผัน) ไปเป็นอีกเฟสหนึ่งที่มีองค์ประกอบทางเคมีเดียวกันแต่มีโครงสร้างผลึกที่แตกต่างกัน" ^{[ 4 ]}นอกจากนี้Walter McCroneยังอธิบายเฟสในสสารโพลีมอร์ฟิกว่า "แตกต่างกันในโครงสร้างผลึกแต่เหมือนกันในสถานะของเหลวหรือไอ" McCrone ยังนิยามโพลีมอร์ฟว่า "เฟสผลึกของสารประกอบที่กำหนดซึ่งเป็นผลมาจากความเป็นไปได้ของการจัดเรียงโมเลกุลของสารประกอบนั้นในสถานะของแข็งอย่างน้อยสองแบบที่แตกต่างกัน" ^{[ 5 ] [ 6 ]}ข้อเท็จจริงเหล่านี้บ่งชี้ว่าโพลีมอร์ฟิซึมเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติทางกายภาพ แต่ไม่สามารถรวมถึงการเปลี่ยนแปลงทางเคมีได้ คำจำกัดความในยุคแรกๆ บางคำไม่ได้แยกความแตกต่างนี้

การกำจัดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีออกจากการเปลี่ยนแปลงที่อนุญาตได้ในระหว่างการเปลี่ยนผ่านแบบโพลีมอร์ฟิกจะกำหนดขอบเขตของโพลีมอร์ฟิซึม ตัวอย่างเช่นไอโซเมอไรเซชันมักนำไปสู่การเปลี่ยนผ่านแบบโพลีมอร์ฟิก อย่างไรก็ตามทอโทเมอริซึม (ไอโซเมอไรเซชันแบบไดนามิก) นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางเคมี ไม่ใช่โพลีมอร์ฟิซึม^{[ 1 ]}นอกจากนี้อัลโลโทรปีของธาตุและโพลีมอร์ฟิซึมมีความเชื่อมโยงกันในเชิงประวัติศาสตร์ อย่างไรก็ตาม อัลโลโทรปของธาตุไม่จำเป็นต้องเป็นโพลีมอร์ฟเสมอไป ตัวอย่างทั่วไปคืออัลโลโทรปของคาร์บอนซึ่งรวมถึงกราไฟต์เพชรและลอนส์เดลไลต์แม้ว่าทั้งสามรูปแบบจะเป็นอัลโลโทรป แต่กราไฟต์ไม่ใช่โพลีมอร์ฟของเพชรและลอนส์เดลไลต์ ไอโซเมอไรเซชันและอัลโลโทรปีเป็นเพียงสองปรากฏการณ์ที่เชื่อมโยงกับโพลีมอร์ฟิซึม สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการระบุโพลีมอร์ฟิซึมและการแยกแยะออกจากปรากฏการณ์อื่นๆ โปรดดูบทวิจารณ์โดย Brog et al. ^{[ 2 ]}

วัสดุที่มีเฟสโพลีมอร์ฟิกสองเฟสเรียกว่าไดมอร์ฟิกส่วนวัสดุที่มีเฟสโพลีมอร์ฟิกสามเฟสเรียกว่าไตรมอร์ฟิกเป็นต้น^{[ 7 ]}โพลีมอร์ฟิซึมมีความเกี่ยวข้องในทางปฏิบัติกับยา สารเคมีทางการเกษตรเม็ดสีสีย้อมอาหารและวัตถุ ระเบิด

บันทึกยุคแรกเกี่ยวกับการค้นพบโพลีมอร์ฟิซึมระบุว่าEilhard MitscherlichและJöns Jacob Berzeliusได้ทำการศึกษาฟอสเฟตและอาร์เซเนตในช่วงต้นทศวรรษ 1800 การศึกษาดังกล่าวเกี่ยวข้องกับการวัดมุมระหว่างพื้นผิวของผลึกเพื่อแสดงให้เห็นว่าเกลือที่มีองค์ประกอบทางเคมีเหมือนกันสามารถมีได้สองรูปแบบที่แตกต่างกัน Mitscherlich เรียกการค้นพบนี้ว่าไอโซมอร์ฟิซึม^{[ 8 ]} Wilhelm Ostwaldยังใช้การวัดความหนาแน่นของผลึกและแสดงในรูปของอัตราส่วนของ Ostwald ^{[ 9 ]}

การพัฒนากล้องจุลทรรศน์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการสังเกตปรากฏการณ์โพลีมอร์ฟิซึม และช่วยในการศึกษาของMoritz Ludwig Frankenheim ในช่วงทศวรรษ 1830 เขาสามารถสาธิตวิธีการเหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสของผลึก และสรุปผลการค้นพบเกี่ยวกับธรรมชาติของโพลีมอร์ฟิซึมอย่างเป็นทางการ ไม่นานหลังจากนั้น กล้องจุลทรรศน์แสงโพลาไร ซ์ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น ก็ถูกนำมาใช้ และให้การมองเห็นเฟสของผลึกที่ดีขึ้น ทำให้นักผลึกศาสตร์สามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างโพลีมอร์ฟต่างๆ ได้ แท่นความร้อนถูกประดิษฐ์และติดตั้งเข้ากับกล้องจุลทรรศน์แสงโพลาไรซ์โดยOtto Lehmannในราวปี 1877 สิ่งประดิษฐ์นี้ช่วยให้นักผลึกศาสตร์สามารถกำหนดจุดหลอมเหลวและสังเกตการเปลี่ยนผ่านของโพลีมอร์ฟิซึม ได้ ^{[ 8 ]}

ในขณะที่การใช้กล้องจุลทรรศน์แบบแท่นร้อนยังคงดำเนินต่อไปตลอดช่วงทศวรรษ 1900 วิธีการทางความร้อนก็ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อสังเกตการไหลของความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนแปลงเฟส เช่น การหลอมเหลวและการเปลี่ยนรูปผลึก หนึ่งในเทคนิคดังกล่าวคือแคลอริเมตรีแบบสแกนเชิงอนุพันธ์ (DSC) ซึ่งยังคงใช้ในการกำหนดเอนทาลปีของการเปลี่ยนรูปผลึก^{[ 8 ]}

ในศตวรรษที่ 20 การวิเคราะห์โครงสร้างผลึกด้วยรังสีเอกซ์กลายเป็นเรื่องปกติในการศึกษาโครงสร้างผลึกของพอลิมอร์ฟ ทั้งเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ของผลึกเดี่ยวและการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ของผงถูกนำมาใช้เพื่อวัดหน่วยเซลล์ของผลึก แต่ละพอลิมอร์ฟของสารประกอบจะมีโครงสร้างผลึกที่เป็นเอกลักษณ์ ดังนั้น พอลิมอร์ฟที่แตกต่างกันจะสร้างรูปแบบการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ที่แตกต่างกัน^{[ 8 ]}

วิธีการสเปกโทรสโกปีแบบสั่นสะเทือนถูกนำมาใช้ในการตรวจสอบโพลีมอร์ฟิซึมในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นเมื่อเทคโนโลยีด้านแสง คอมพิวเตอร์ และเซมิคอนดักเตอร์พัฒนาขึ้น เทคนิคเหล่านี้ได้แก่สเปกโทรสโกปีอินฟราเรด (IR) สเปกโทรส โกปีเทราเฮิร์ตซ์และ สเปกโทรสโก ปีรามานสเปกโทรสโกปี IR และรามานความถี่กลางมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของ รูปแบบ พันธะไฮโดรเจนการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวสามารถเชื่อมโยงกับความแตกต่างของโครงสร้างได้ นอกจากนี้ สเปกโทรสโกปีเทราเฮิร์ตซ์และรามานความถี่ต่ำยังเผยให้เห็นโหมดการสั่นสะเทือนที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลในของแข็งผลึก อีกครั้ง โหมดการสั่นสะเทือนเหล่านี้เกี่ยวข้องกับโครงสร้างผลึกและสามารถใช้เพื่อเปิดเผยความแตกต่างในโครงสร้างสามมิติระหว่างโพลีมอร์ฟ^{[ 10 ]}

เคมีเชิงคำนวณอาจใช้ร่วมกับเทคนิคสเปกโทรสโกปีแบบสั่นสะเทือนเพื่อทำความเข้าใจที่มาของการสั่นสะเทือนภายในผลึก^{[ 10 ]}การผสมผสานเทคนิคเหล่านี้ให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างผลึก คล้ายกับสิ่งที่สามารถทำได้ด้วยการวิเคราะห์ผลึกด้วยรังสีเอกซ์ นอกจากการใช้วิธีการคำนวณเพื่อเพิ่มความเข้าใจข้อมูลสเปกโทรสโกปีแล้ว การพัฒนาล่าสุดในการระบุโพลีมอร์ฟิซึมในผลึกคือสาขาการทำนายโครงสร้างผลึกเทคนิคนี้ใช้เคมีเชิงคำนวณเพื่อจำลองการก่อตัวของผลึกและทำนายการมีอยู่ของโพลีมอร์ฟเฉพาะของสารประกอบก่อนที่นักวิทยาศาสตร์จะสังเกตเห็นจากการทดลอง^{[ 11 ] [ 12 ]}

นอกเหนือจากความเป็นไปได้ในการทดลองแล้ว ยังมีการใช้วิธีการคำนวณเพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงระดับอะตอมในโครงสร้างผลึกที่อุณหภูมิต่างๆ และภายใต้บรรยากาศที่แตกต่างกัน ในกรณีของวัสดุที่มีรูพรุน การมีอยู่ของโมเลกุลแขกสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดเฟสโครงสร้างเฉพาะของโมเลกุลแขกได้^{[ 13 ]}

สารประกอบหลายชนิดแสดงปรากฏการณ์โพลีมอร์ฟิซึม มีการกล่าวอ้างว่า "สารประกอบทุกชนิดมีรูปแบบโพลีมอร์ฟิกที่แตกต่างกัน และโดยทั่วไปแล้ว จำนวนรูปแบบที่ทราบสำหรับสารประกอบที่กำหนดจะแปรผันตามเวลาและเงินที่ใช้ในการวิจัยเกี่ยวกับสารประกอบนั้น" ^{[ 14 ] [ 5 ] [ 15 ]}

ปรากฏการณ์นี้ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2475 โดยFriedrich WöhlerและJustus von Liebigพวกเขาพบว่าเข็มไหมของเบนซาไมด์ ที่ตกผลึกใหม่ ค่อยๆ เปลี่ยนเป็นผลึกรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน^{[ 16 ]}การวิเคราะห์ในปัจจุบัน^{[ 17 ]}ระบุพอลิมอร์ฟสามแบบสำหรับเบนซาไมด์ ได้แก่ แบบที่ไม่เสถียรที่สุด ซึ่งเกิดจากการทำให้เย็นอย่างรวดเร็ว คือ รูปแบบ ออร์โธรอมบิก II ตามด้วย รูปแบบ โมโนคลินิก III (สังเกตโดย Wöhler/Liebig) และรูปแบบที่เสถียรที่สุดคือ รูปแบบ โมโนคลินิก I กลไกการยึดเหนี่ยวด้วยพันธะไฮโดรเจนเหมือนกันสำหรับทั้งสามเฟส อย่างไรก็ตาม พวกมันแตกต่างกันอย่างมากในปฏิกิริยา pi-pi

ในปี 2549 มีการค้นพบพอลิมอร์ฟใหม่ของกรดมาเลอิก 124 ปีหลังจากที่ได้มีการศึกษาผลึกรูปแบบแรก กรดมาเลอิกถูกผลิตในระดับอุตสาหกรรมในอุตสาหกรรมเคมี โดยก่อตัวเป็นเกลือที่พบในยา ผลึกชนิดใหม่นี้เกิดขึ้นเมื่อโคคริสตัลของคาเฟอีนและกรดมาเลอิก (2:1) ละลายในคลอโรฟอร์มและเมื่อปล่อยให้ตัวทำละลายระเหยไปอย่างช้าๆ ในขณะที่รูปแบบที่ 1 มีกลุ่มพื้นที่โมโนคลินิกP 2 ₁ / cรูปแบบใหม่มีกลุ่มพื้นที่Pcพอลิมอร์ฟทั้งสองประกอบด้วยแผ่นโมเลกุลที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนของ กลุ่ม กรดคาร์บอกซิลิกในรูปแบบที่ 1 แผ่นจะสลับกันโดยสัมพันธ์กับโมเมนต์ไดโพล สุทธิ ในขณะที่ในรูปแบบที่ 2 แผ่นจะวางตัวในทิศทางเดียวกัน^{[ 18 ]}

หลังจากศึกษามา 125 ปี1,3,5-ไตรไนโตรเบนซีนให้ผลเป็นพอลิมอร์ฟที่สอง รูปแบบปกติมีกลุ่มพื้นที่Pbcaแต่ในปี 2004 ได้รับพอลิมอร์ฟที่สองในกลุ่มพื้นที่Pca 2 ₁เมื่อสารประกอบตกผลึกในที่ที่มีสารเติมแต่งคือไตรซินเดนการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าสารเติมแต่งสามารถกระตุ้นให้เกิดรูปแบบพอลิมอร์ฟได้^{[ 19 ]}

อะคริดีนได้รับมาในรูปผลึกแปดรูปแบบ^{[ 20 ]}และอะริพิปราโซลมีเก้ารูปแบบ^{[ 21 ]}สารประกอบที่มีจำนวนผลึกรูปแบบต่างๆ ที่ระบุลักษณะได้ดีมากที่สุดคือสารประกอบที่รู้จักกันในชื่อROY ^{[ 22 ] [ 23 ]}ไกลซีนตกผลึกได้ทั้งแบบผลึกโมโนคลินิกและผลึกหกเหลี่ยมการเกิดผลึกหลายรูปแบบในสารประกอบอินทรีย์มักเป็นผลมาจาก การ เกิด ผลึกหลายรูป แบบตามโครงสร้าง^{[ 24 ]}

เนยโกโก้มีผลึกโพลีมอร์ฟ 6 รูปแบบที่มีจุดหลอมเหลว คุณสมบัติทางกล และพฤติกรรมการแยกตัว (การเกิดคราบช็อกโกแลต ) ที่แตกต่างกัน โดยตั้งชื่อตามลำดับจุดหลอมเหลวที่เพิ่มขึ้น รูปแบบ V ที่ต้องการมากที่สุด ซึ่งมีคุณสมบัติทั้งความกรอบและความเงางาม ผลิตได้จากการเทมเปอร์ ดูช็อกโกแลตเทมเปอร์ [ ^{25 ] รูป}แบบต่างๆ แตกต่างกันไปตามตระกูล (I, II: หกเหลี่ยม; III, IV: ออร์โธรอมบิกตั้งฉาก; V, VI: ไตรคลินิก) และตามวิธีการจัดเรียงหางกรดไขมัน^{[ 26 ]}

ธาตุต่างๆ รวมถึงโลหะ อาจแสดงภาวะพหุรูป (polymorphism) คำว่า อัลโลโทรปี (Allotropy) ใช้ในการอธิบายธาตุที่มีรูปแบบแตกต่างกัน และใช้กันทั่วไปในสาขาโลหะวิทยา อัลโลโทรปบางชนิด (แต่ไม่ใช่ทั้งหมด) ก็เป็นพหุรูป (polymorph) ด้วยเช่นกัน ตัวอย่างเช่น เหล็กมีอัลโลโทรปสามชนิดที่เป็นพหุรูปด้วยเช่นกัน เหล็กอัลฟา ซึ่งมีอยู่ในอุณหภูมิห้อง มีโครงสร้างแบบ bcc เหนืออุณหภูมิ 910 องศา จะมีเหล็กแกมมา ซึ่งมีโครงสร้างแบบ fcc เหนืออุณหภูมิ 1390 องศา จะมีเหล็กเดลต้า ซึ่งมีโครงสร้างแบบ bcc ^{[ 27 ]}

ตัวอย่างโลหะอีกตัวอย่างหนึ่งคือดีบุก ซึ่งมีอัลโลโทรปสองชนิดที่เป็นพอลิมอร์ฟเช่นกัน ที่อุณหภูมิห้อง เบต้าดีบุกมีรูปร่างสี่เหลี่ยมจัตุรัสสีขาว เมื่อเย็นตัวลงต่ำกว่า 13.2 องศาเซลเซียส จะเกิดอัลฟาดีบุก ซึ่งมีสีเทาและมีรูปร่างเพชรทรงลูกบาศก์^{[ 27 ]}อัลฟาดีบุกมีความหนาแน่นต่ำกว่า ทำให้ส่วนของดีบุกแยกออกจากกันจากภายใน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าดีบุกพิษ^{[ 28 ]}

ตัวอย่างคลาสสิกของอโลหะที่แสดงปรากฏการณ์โพลีมอร์ฟิซึมคือคาร์บอน คาร์บอนมีอัลโลโทรปหลายชนิด ได้แก่ กราไฟต์ เพชร และลอนส์เดไลต์อย่างไรก็ตาม อัลโลโทรปเหล่านี้ไม่ได้เป็นโพลีมอร์ฟของกันและกันเสมอไป กราไฟต์ไม่ใช่โพลีมอร์ฟของเพชรและลอนส์เดไลต์ เนื่องจากมีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกัน โดยมี พันธะ ไฮบริด^sp2 เพชรและลอนส์เดไลต์มีองค์ประกอบทางเคมีเหมือนกัน โดยทั้งคู่มีพันธะไฮบริด sp3 ^และแตกต่างกันเฉพาะโครงสร้างผลึกเท่านั้น ทำให้พวกมันเป็นโพลีมอร์ฟ นอกจากนี้ กราไฟต์ยังมีโพลีมอร์ฟสองชนิด คือ รูปแบบหกเหลี่ยม (อัลฟา) และรูปแบบรอมโบฮีดรัล (เบตา) ^{[ 27 ]}

การเกิดพอลิมอร์ฟิซึมในออกไซด์โลหะไบนารีได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากวัสดุเหล่านี้มีมูลค่าทางเศรษฐกิจสูง ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงชุดหนึ่งมีองค์ประกอบ SiO2 _ซึ่งก่อให้เกิดพอลิมอร์ฟหลายชนิด ตัวอย่างที่สำคัญ ได้แก่α-ควอตซ์ β- ควอตซ์ไตรไดไมต์ค ริส โตบาไลต์โมกาไนต์โคเอไซต์และสติโชไวต์^{[ 29 ] [ 30 ]}

ตัวอย่างคลาสสิกของโพลีมอร์ฟิซึมคือคู่ของแร่แคลไซต์ซึ่งมีรูปทรงสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน และอาราโกไนต์ซึ่งมีรูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า ทั้งสองเป็นรูปแบบหนึ่งของแคลเซียมคาร์บอเนต^{[ 27 ]} รูปแบบที่สามของแคลเซียมคาร์บอเนตคือวาเทอไรต์ ซึ่งมี รูปทรงหกเหลี่ยมและค่อนข้างไม่เสถียร^{[ 32 ]}

แคลไซต์ (ด้านซ้าย) และอาราโกไนต์ (ด้านขวา) เป็นแคลเซียมคาร์บอเนต สองรูปแบบ หมายเหตุ: สีที่เห็นเกิดจากสิ่งเจือปน

β-HgS ตกตะกอนเป็นของแข็งสีดำเมื่อเกลือ Hg(II) ถูกบำบัดด้วยH2S _{เมื่อ}ให้ความร้อนแก่สารละลายอย่างอ่อนโยน โพลีมอร์ฟสีดำจะเปลี่ยนเป็นรูปแบบสีแดง^{[ 33 ]}

ตามกฎของ Ostwaldโดยทั่วไปแล้ว โพลีมอร์ฟที่ไม่เสถียรจะตกผลึกก่อนรูปแบบที่เสถียร แนวคิดนี้ขึ้นอยู่กับความคิดที่ว่าโพลีมอร์ฟที่ไม่เสถียรจะคล้ายกับสถานะในสารละลายมากกว่า ดังนั้นจึงได้เปรียบทางจลนศาสตร์ กรณีศึกษาของเบนซาไมด์แบบเส้นใยเทียบกับแบบรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนแสดงให้เห็นถึงกรณีนี้ อีกตัวอย่างหนึ่งคือโพลีมอร์ฟสองชนิดของไทเทเนียมไดออกไซด์ [ ^{31 ] อย่างไรก็ตาม}มีระบบที่เป็นที่รู้จัก เช่นเมตาเซตามอลซึ่งอัตราการเย็นตัวที่แคบเท่านั้นที่เอื้อต่อการได้มาซึ่งรูปแบบกึ่งเสถียร II ^{[ 34 ]}

โพลีมอร์ฟมีเสถียรภาพที่แตกต่างกัน บางชนิดเปลี่ยนรูปอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิห้อง (หรืออุณหภูมิใดๆ) โพลีมอร์ฟส่วนใหญ่ของโมเลกุลอินทรีย์แตกต่างกันเพียงไม่กี่ kJ/mol ในพลังงานแลตติส ประมาณ 50% ของคู่โพลีมอร์ฟที่รู้จักแตกต่างกันน้อยกว่า 2 kJ/mol และความแตกต่างของเสถียรภาพที่มากกว่า 10 kJ/mol นั้นหายาก^{[ 35 ]}เสถียรภาพของโพลีมอร์ฟอาจเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]}หรือความดัน^{[ 39 ] [ 40 ]}ที่สำคัญคือ เสถียรภาพเชิงโครงสร้างและเสถียรภาพเชิงอุณหพลศาสตร์นั้นแตกต่างกัน เสถียรภาพเชิงอุณหพลศาสตร์สามารถศึกษาได้โดยใช้วิธีการทดลองหรือการคำนวณ^{[ 41 ] [ 42 ]}

โพลีมอร์ฟิซึมได้รับผลกระทบจากรายละเอียดของการตกผลึก ตัวทำละลายมีผลต่อลักษณะของโพลีมอร์ฟในทุกด้าน รวมถึงความเข้มข้นและส่วนประกอบอื่นๆ ของตัวทำละลาย เช่น สารที่ยับยั้งหรือส่งเสริมรูปแบบการเติบโตบางอย่าง^{[ 43 ]}ปัจจัยสำคัญอย่างหนึ่งคืออุณหภูมิของตัวทำละลายที่ใช้ในการตกผลึก^{[ 44 ]}

โพลีมอร์ฟที่ไม่เสถียรไม่สามารถผลิตซ้ำได้เสมอไป ทำให้เกิดกรณีของ " โพลีมอร์ฟที่หายไป " ซึ่งมักส่งผลเสียต่อกฎหมายและธุรกิจ^{[ 14 ] [ 11 ] [ 45 ]}

สารประกอบอินทรีย์ประมาณ 37% หรือมากกว่านั้นมีอยู่มากกว่าหนึ่งพอลิมอร์ฟ^{[ 46 ]}การมีอยู่ของพอลิมอร์ฟมีผลกระทบทางกฎหมาย เนื่องจากยาได้รับการอนุมัติจากหน่วยงานกำกับดูแลและได้รับสิทธิบัตรสำหรับพอลิมอร์ฟเพียงชนิดเดียวเท่านั้น ในข้อพิพาทสิทธิบัตร คลาสสิก GlaxoSmithKlineได้ปกป้องสิทธิบัตรสำหรับ พอลิมอร์ฟ ชนิดที่ 2 ของส่วนประกอบสำคัญในZantacจากคู่แข่ง ในขณะที่สิทธิบัตรของ พอลิมอร์ฟ ชนิดที่ 1หมดอายุไปแล้ว^{[ 47 ]}ภาวะพอลิมอร์ฟิซึมในยายังอาจมีผลกระทบทางการแพทย์โดยตรง เนื่องจาก อัตรา การละลายขึ้นอยู่กับพอลิมอร์ฟ กรณีที่ทราบจนถึงปี 2015 ได้รับการกล่าวถึงในบทความวิจารณ์โดย Bučar, Lancaster และ Bernstein ^{[ 11 ]}

โคลซาพีนมี 4 รูปแบบ ในขณะที่โอแลนซาพีนมี ถึง 60 รูปแบบ ^{[ 48 ]}

สูตรดั้งเดิมที่ได้รับอนุญาตในชื่อNoxafilได้รับการคิดค้นโดยใช้รูปแบบ I ของposaconazoleการค้นพบโพลีมอร์ฟของposaconazoleเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและส่งผลให้มีการวิจัยมากมายในด้านผลึกศาสตร์ของposaconazoleสารละลายเมทานอลและโคคริสตัล 1,4-ไดออกเซนถูกเพิ่มเข้าไปในฐานข้อมูลโครงสร้างเคมบริดจ์ (CSD) ^{[ 49 ]}

ยาต้านไวรัสริโทนาเวียร์มีอยู่สองรูปแบบ ซึ่งมีประสิทธิภาพแตกต่างกันอย่างมาก ปัญหาดังกล่าวได้รับการแก้ไขโดยการปรับปรุงสูตรยาใหม่เป็นแคปซูลเจลและยาเม็ด แทนที่จะเป็นแคปซูลแบบเดิม^{[ 50 ]}

แอสไพรินมีรูปแบบผลึกหนึ่งรูปแบบ ("รูปแบบที่ 1") เป็นเรื่องปกติ^{[ 11 ]} "รูปแบบที่ 2" ได้รับการรายงานในปี 2548 ^{[ 51 ] [ 52 ]}พบหลังจากพยายามตกผลึกร่วมกันของแอสไพรินและเลเวติราเซแทมจากอะซีโตไนไตรล์ร้อน

ในรูปแบบ I โมเลกุลแอสไพรินจะสร้างไดเมอร์ แบบสมมาตรศูนย์กลาง ผ่าน กลุ่ม อะเซทิลด้วยโปรตอนเมทิล (ที่เป็นกรด) กับ พันธะไฮโดรเจนคาร์บอนิล ในรูปแบบ II โมเลกุลแอสไพรินแต่ละโมเลกุลจะสร้างพันธะไฮโดรเจนแบบเดียวกัน แต่กับโมเลกุลข้างเคียงสองโมเลกุลแทนที่จะเป็นหนึ่งโมเลกุล เมื่อพิจารณาถึงพันธะไฮโดรเจนที่เกิดจาก กลุ่ม กรดคาร์บอกซิลิกทั้งสองพอลิมอร์ฟจะสร้างโครงสร้างไดเมอร์ที่เหมือนกัน พอลิมอร์ฟของแอสไพรินมีส่วน 2 มิติที่เหมือนกัน ดังนั้นจึงอธิบายได้แม่นยำยิ่งขึ้นว่าเป็นพอลิไทป์^{[ 53 ]}

สามารถเตรียมแอสไพรินรูปแบบ II บริสุทธิ์ได้โดยการเติมแอสไพรินแอนไฮเดรตในปริมาณ 15% โดยน้ำหนักลงในชุดการผลิต^{[ 11 ]}

ผง พาราเซตามอลมีคุณสมบัติการอัดที่ไม่ดี ทำให้ยากต่อการผลิตยาเม็ด พบโพลีมอร์ฟที่สองที่มีคุณสมบัติการอัดที่เหมาะสมกว่า^{[ 54 ]}

คอร์ติโซนอะซิเตตมีอยู่ในรูปแบบผลึกอย่างน้อยห้าแบบ โดยสี่แบบนั้นไม่เสถียรในน้ำและจะเปลี่ยนไปเป็นรูปแบบที่เสถียร

ไพราซินาไมด์มีอย่างน้อย 4 รูปแบบผลึก^{[ 55 ]}ทั้งหมดนี้เปลี่ยนไปเป็นรูปแบบ α ที่เสถียรที่อุณหภูมิห้องเมื่อเก็บรักษาหรือผ่านการบำบัดทางกล^{[ 56 ]}การศึกษาล่าสุดพิสูจน์แล้วว่ารูปแบบ α มีเสถียรภาพทางอุณหพลศาสตร์ที่อุณหภูมิห้อง^{[ 36 ] [ 38 ]}

คาร์บามาเซพีน เอสโต ร เจนพาร็อกเซทีน^[ 57 ^{] และ}คลอแรมเฟนิคอลก็แสดงโพลีมอร์ฟิซึมเช่นกัน

โพลีไทป์เป็นกรณีพิเศษของโพลีมอร์ฟ ซึ่งเป็น โครงสร้างผลึกแบบ อัดแน่น หลายแบบ ที่แตกต่างกันในมิติเดียวเท่านั้น โพลีไทป์มีระนาบอัดแน่นที่เหมือนกัน แต่แตกต่างกันในลำดับการเรียงซ้อนในมิติที่สามซึ่งตั้งฉากกับระนาบเหล่านั้น ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) มีโพลีไทป์ที่รู้จักมากกว่า 170 ชนิด แม้ว่าส่วนใหญ่จะหายากก็ตาม โพลีไทป์ทั้งหมดของ SiC มีความหนาแน่นและ พลังงานอิสระของกิบส์แทบจะเท่ากันโพลีไทป์ของ SiC ที่พบได้บ่อยที่สุดแสดงอยู่ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 : โพลีไทป์บางชนิดของ SiC ^{[ 58 ]}

วัสดุกลุ่มที่สองที่มีโพลีไทป์ต่างกันคือไดแคลโคเจนิกของโลหะทรานซิชันซึ่งเป็นวัสดุแบบชั้น เช่น โมลิบเดนัมไดซัลไฟด์ (MoS2 ₎สำหรับวัสดุเหล่านี้ โพลีไทป์จะมีผลต่อคุณสมบัติของวัสดุอย่างชัดเจนมากขึ้น เช่น สำหรับ MoS2 _โพลีไทป์ 1T มีลักษณะเป็นโลหะ ในขณะที่รูปแบบ 2H มีลักษณะเป็นสารกึ่งตัวนำมากกว่า^{[ 59 ]} อีกตัวอย่างหนึ่งคือแทนทาลัมไดซัลไฟด์ซึ่งมีโพลีไทป์ 1T และ 2H ทั่วไปเกิดขึ้น แต่ยังมีประเภท 'การประสานงานแบบผสม' ที่ซับซ้อนกว่า เช่น 4Hb และ 6R ซึ่งมีการผสมชั้นที่มีรูปทรงเรขาคณิตแบบปริซึมสามเหลี่ยมและแบบทรงแปดเหลี่ยม^{[ 60 ]}ในที่นี้ โพลีไทป์ 1T แสดงคลื่นความหนาแน่นของประจุซึ่งมีอิทธิพลอย่างชัดเจนต่อการนำไฟฟ้าเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิ ในขณะที่โพลีไทป์ 2H แสดงคุณสมบัติการนำ ยิ่งยวด

ZnS และ CdI ₂ก็เป็นโพลีไทป์เช่นกัน^{[ 61 ]}มีการเสนอแนะว่าโพลีมอร์ฟิซึมประเภทนี้เกิดจากจลนศาสตร์ที่การเคลื่อนที่แบบเกลียวสร้างลำดับที่ไม่เป็นระเบียบบางส่วนขึ้นใหม่อย่างรวดเร็วในลักษณะเป็นระยะ

ในแง่ของอุณหพลศาสตร์พฤติกรรมโพลีมอร์ฟิกสองประเภทได้รับการยอมรับ สำหรับระบบโมโนโทรปิก กราฟพลังงานอิสระของโพลีมอร์ฟต่างๆ เทียบกับอุณหภูมิจะไม่ตัดกันก่อนที่โพลีมอร์ฟทั้งหมดจะหลอมเหลว ส่งผลให้การเปลี่ยนจากโพลีมอร์ฟหนึ่งไปเป็นอีกโพลีมอร์ฟหนึ่งที่ต่ำกว่าจุดหลอมเหลวจะไม่สามารถย้อนกลับได้ สำหรับ ระบบ เอนันโทรปิก กราฟพลังงานอิสระเทียบกับอุณหภูมิจะแสดงจุดตัดกันก่อนจุดหลอมเหลวต่างๆ^{[ 62 ]}นอกจากนี้ยังอาจสามารถเปลี่ยนระหว่างโพลีมอร์ฟทั้งสองได้โดยการให้ความร้อนหรือการทำให้เย็นลง หรือผ่านการสัมผัสทางกายภาพกับโพลีมอร์ฟที่มีพลังงานต่ำกว่า

แบบจำลองง่ายๆ ของโพลีมอร์ฟิซึมคือการจำลองพลังงานอิสระของกิบส์ของผลึกรูปทรงกลมเป็น โดยที่พจน์แรกคือพลังงานพื้นผิว และพจน์ที่สองคือพลังงานปริมาตร พารามิเตอร์ทั้งสองฟังก์ชันจะเพิ่มขึ้นถึงค่าสูงสุดก่อนที่จะลดลง โดยตัดผ่านศูนย์ที่เพื่อให้เกิดการตกผลึก ผลึกทรงกลมจะต้องเอาชนะอุปสรรคทางพลังงานไปยังส่วนหนึ่งของภูมิทัศน์พลังงาน^{[ 63 ]}${\displaystyle G=ar^{2}-br^{3}}$${\displaystyle ar^{2}}$${\displaystyle -br^{3}}$${\displaystyle a,b>0}$${\displaystyle G(r)}$${\displaystyle r_{crit}}$${\displaystyle r>r_{crit}}$

ทีนี้ สมมติว่ามีผลึกสองชนิดที่มีพลังงานต่างกันคือ และและถ้ามีรูปร่างเหมือนในรูปที่ 2 เส้นโค้งทั้งสองจะตัดกันที่จุดใดจุดหนึ่งระบบจะมีสามเฟส: ${\displaystyle G_{1}=a_{1}r^{2}-b_{1}r^{3}}$${\displaystyle G_{2}=a_{2}r^{2}-b_{2}r^{3}}$${\displaystyle r'_{crit}>r_{crit,1}}$

• ${\displaystyle r<r_{crit,1}}$ผลึกมีแนวโน้มที่จะละลาย เฟสอสัณฐาน
• ${\displaystyle r_{crit,1}<r<r'_{crit}}$ผลึกมักจะเติบโตในรูปแบบที่ 1
• ${\displaystyle r>r'_{crit}}$ผลึกมักจะเติบโตในรูปแบบที่ 2

หากผลึกเติบโตช้า มันอาจจะติดอยู่ในโครงสร้างแบบที่ 1 ด้วยเหตุผลทางจลนศาสตร์

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์โพลีมอร์ฟิซึม

• อัลโลโทรปี
• ไอโซมอร์ฟิซึม (ผลึกศาสตร์)
• ภาวะสองรูปแบบ (วิกิพจนานุกรม)
• โพลีมอร์ฟิซึม
• โพลีมอร์ฟที่หายไป
• การศึกษาโครงสร้างผลึกทางเคมีก่อนการใช้รังสีเอ็กซ์

• เอกสาร "การตกผลึกของโมเลกุลขนาดเล็ก" ( PDF ) บนเว็บไซต์ของสถาบันเทคโนโลยีอิลลินอยส์
• "SiC และโพลีโทปิซึม"