Din articolul nostru veți afla ce este alotropia. Acest concept este larg răspândit în natură. De exemplu, oxigenul și ozonul sunt substanțe care constau numai din elementul chimic oxigen. Cum este posibil acest lucru? Să ne dăm seama împreună.
Definiția conceptului
Alotropia este fenomenul de existență a unui element chimic sub forma a două sau mai multe substanțe simple. Jens Berzelius, un chimist și mineralog din Suedia, este considerat a fi descoperitorul acestuia. Alotropia este un fenomen care are multe în comun cu polimorfismul cristalului. Acest lucru a provocat o lungă dezbatere în rândul oamenilor de știință. În prezent, au ajuns la concluzia că polimorfismul este caracteristic doar substanțelor simple solide.
Cauzele alotropiei
Nu toate elementele chimice pot forma mai multe substanțe simple. Capacitatea de alotropie se datorează structurii atomului. Cel mai adesea, apare în elemente care au o valoare variabilă a stării de oxidare. Acestea includ semi- și nemetale, gaze inerte și halogeni.
Alotropia se poate datora mai multor motive. Acestea includ un număr diferit de atomi, ordinea conexiunii lor într-o moleculă, paralelismul spinurilor electronilor, tipulrețea cristalină. Să luăm în considerare aceste tipuri de alotropie folosind exemple specifice.
Oxigen și ozon
Acest tip de alotropie este un exemplu al modului în care un număr diferit de atomi ai unui element chimic determină proprietățile fizice și chimice ale unei substanțe. Acest lucru se aplică și impactului fiziologic asupra organismelor vii. Deci, oxigenul este format din doi atomi de oxigen, ozonul - din trei.
Care este diferența dintre aceste substanțe? Ambele sunt gazoase. Oxigenul nu are culoare, gust sau miros, este de o ori și jumătate mai ușor decât ozonul. Această substanță este foarte solubilă în apă, iar odată cu scăderea temperaturii, rata acestui proces crește doar. Oxigenul este nevoie de toate organismele pentru respirație. Prin urmare, această substanță este vitală.
Ozonul este albastru. Fiecare dintre noi și-a simțit mirosul caracteristic după ploaie. Este dur, dar destul de plăcut. În comparație cu oxigenul, ozonul este mai reactiv. Care este motivul? Când ozonul se descompune, se formează o moleculă de oxigen și un atom de oxigen liber. Intră imediat în reacții compuse, formând noi substanțe.
Proprietățile uimitoare ale carbonului
Dar numărul de atomi dintr-o moleculă de carbon rămâne întotdeauna același. În același timp, formează substanțe complet diferite. Cele mai comune modificări ale carbonului sunt diamantul și grafitul. Prima substanță este considerată cea mai dură de pe planetă. Această proprietate se datorează faptului că atomii din diamant sunt legați prin legături covalente puternice în toate direcțiile. Împreună formează o rețea tridimensională de tetraedre.
În grafit, legăturile puternice se formează numai între atomii aflați într-un plan orizontal. Din acest motiv, este aproape imposibil să rupi o tijă de grafit pe lungime. Dar legăturile care leagă straturile orizontale de carbon între ele sunt foarte slabe. Prin urmare, de fiecare dată când desenăm un simplu creion pe hârtie, rămâne un semn gri pe el. Acesta este stratul de carbon.
Alotropia sulfului
Motivul modificării sulfului constă și în caracteristicile structurii interne a moleculelor. Cea mai stabilă formă este rombică. Cristalele acestui tip de alotropie a sulfului sunt numite romboidale. Fiecare dintre ele este format din molecule în formă de coroană, fiecare dintre ele include 8 atomi. Conform proprietăților sale fizice, sulful rombic este un solid galben. Nu numai că nu se dizolvă în apă, dar nici măcar nu este umezită de ea. Căldura și conductibilitatea electrică sunt foarte scăzute.
Structura sulfului monoclinic este reprezentată de un paralelipiped cu colțuri oblice. Din punct de vedere vizual, această substanță seamănă cu ace galben închis. Dacă sulful este topit și apoi pus în apă rece, se formează noua lui modificare. Structura sa originală se va descompune în lanțuri polimerice de lungimi diferite. Așa se obține sulful plastic - o masă cauciucoasă maro.
Modificări ale fosforului
Oamenii de știință au 11 tipuri de fosfor. Alotropia sa a fost descoperită aproape întâmplător, la fel ca această substanță în sine. În căutarea pietrei filozofale, alchimistul Brand a primit un luminossubstanta uscata rezultata din evaporarea urinei. Era fosfor alb. Această substanță se caracterizează printr-o activitate chimică ridicată. Este suficient să ridici temperatura la 40 de grade pentru ca fosforul alb să reacționeze cu oxigenul și să se aprindă.
Pentru fosfor, cauza alotropiei este o modificare a structurii rețelei cristaline. Poate fi schimbat doar în anumite condiții. Deci, prin creșterea presiunii și temperaturii într-o atmosferă de dioxid de carbon, se obține fosfor roșu. Din punct de vedere chimic, este mai puțin activ, deci nu se caracterizează prin luminiscență. Când este încălzit, se transformă în abur. Vedem asta de fiecare dată când aprindem meciuri regulate. Suprafața grătarului conține doar fosfor roșu.
Deci, alotropia este existența unui element chimic sub forma mai multor substanțe simple. Cel mai des întâlnit printre nemetale. Principalele motive pentru acest fenomen sunt considerate a fi un număr diferit de atomi care formează o moleculă a unei substanțe, precum și o modificare a configurației rețelei cristaline.
