ALLOTROPY: ALLOTROPIC TRANSFORMĀCIJA UN GALVENIE ELEMENTI - ĶĪMIJA - 2025

Alotropía ķīmijā ir funkcija, kas piemīt noteiktas ķīmiskos elementus, kas atrodas vairākos dažādos veidos, taču tajā pašā stāvoklī jautājumu. Elementu struktūra var mainīties atkarībā no to molekulārā izvietojuma un apstākļiem, kādos tie veidojas, piemēram, spiediena un temperatūras.

Tikai runājot par ķīmiskajiem elementiem, tiek lietots vārds allotropy, apzīmējot katru no veidiem, kā elementu var atrast tajā pašā fāzē kā allotrope; tā kā savienojumiem, kuriem ir atšķirīgas kristāliskās struktūras, to nepiemēro; šajā gadījumā to sauc par polimorfismu.

Ir zināmi arī citi gadījumi, piemēram, skābeklis, kurā allotropija var notikt kā vielas atomu skaita izmaiņas. Šajā nozīmē pastāv divu šī elementa alotropu jēdziens, kurus labāk pazīst kā skābekli (O ₂ ) un ozonu (O ₃ ).

Allotropā transformācija

Kā minēts iepriekš, allotropi ir dažādi veidi, kā atrast vienu un to pašu elementu, tāpēc šīs struktūras izmaiņas izraisa šo sugu parādīšanos ar atšķirīgām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām.

Tāpat arī allotropā transformācija starp vienu un otru elementu notiek veidā, kādā atomi ir izvietoti molekulās; tas ir, forma, no kuras rodas saite.

Šīs izmaiņas starp vienu alotropu un citu var notikt dažādu iemeslu dēļ, piemēram, spiediena, temperatūras un pat elektromagnētiskā starojuma, piemēram, gaismas, apstākļu maiņas.

Ja tiek mainīta ķīmiskās sugas struktūra, var mainīties arī tās uzvedība, mainot tādas īpašības kā elektriskā vadītspēja, cietība (cietām vielām), kušanas vai viršanas temperatūra un pat tādas fizikālās īpašības kā krāsa.

Turklāt allotropija var būt divu veidu:

- monotropisks, ja kādam no elementiem jebkuros apstākļos ir lielāka stabilitāte nekā citiem.

- Enanthropisks, ja dažādas struktūras ir stabilas dažādos apstākļos, bet noteiktā spiedienā un temperatūrā tās var pārveidot viena otrai atgriezeniskā veidā.

Galvenie allotropie elementi

Lai arī periodiskajā tabulā ir zināmi vairāk nekā simts elementu, ne visiem ir alotropiskas formas. Zemāk ir parādīti pazīstamākie allotropi.

Ogleklis

Šis dabas bagātības elements ir organiskās ķīmijas pamats. Ir zināmas vairākas šo sugu allotropās sugas, starp kurām izceļas dimants, grafīts un citi, kas tiks pakļauti zemāk redzamajiem.

Dimants

Dimantam ir molekulārs izkārtojums tetraedrisku kristālu formā, kuru atomi ir saistīti ar viengabalajām saitēm; tas nozīmē, ka tos sakārto ar sp ³ hibridizāciju .

Grafīts

Grafītu veido secīgas oglekļa loksnes, kurās tā atomi ir savienoti sešstūrainā struktūrā ar divkāršām saitēm; tas ir, ar sp ² hibridizāciju .

Carbino

Papildus diviem svarīgiem iepriekšminētajiem alotropiem, kas ir vislabāk zināmi no oglekļa, ir arī citi, piemēram, karbīns (kā zināms arī lineārais acetilēnogleklis, LAC), kur tā atomi ir sakārtoti lineārā veidā, izmantojot trīskāršās saites; tas ir, ar sp hibridizāciju.

Citi

- grafēns, kura struktūra ir ļoti līdzīga grafīta struktūrai).

- Fullēns vai buckminsterfullerene, pazīstams arī kā buckyball, kura struktūra ir sešstūrveida, bet tā atomi ir izvietoti gredzena formā.

- cilindriskas formas oglekļa nanocaurules.

- amorfs ogleklis, bez kristāliskas struktūras.

Sērs

Sēram ir arī vairāki allotropi, ko uzskata par kopīgiem, piemēram, šādi (jāņem vērā, ka visi šie materiāli ir cietā stāvoklī):

Rombveida sērs

Kā norāda nosaukums, tā kristālisko struktūru veido astoņstūru rombi un to sauc arī par α-sēru.

Monokliniskais sērs

Pazīstams kā β-sērs, tas ir veidots kā prizma, kas sastāv no astoņiem sēra atomiem.

Izkausēts sērs

Tas rada prizmatiskus kristālus, kas ir stabili noteiktā temperatūrā, veidojot adatas bez krāsas.

Plastmasas sērs

To sauc arī par sēru, tam ir amorfā struktūra.

Šķidrs sērs

Tam ir viskozitātes raksturlielumi, kas ir pretrunā lielākajai daļai elementu, jo šajā allotrope aug, palielinoties temperatūrai.

Sakritība

Šis nemetāliskais elements dabā parasti sastopams kombinācijā ar citiem elementiem, un tam ir vairākas saistītas alotropiskās vielas:

Baltais fosfors

Tā ir cieta viela ar tetraedrisku kristālisku struktūru, un tai ir pielietojums militārajā jomā, pat izmantojot kā ķīmisko ieroci.

Melnais fosfors

Tam ir visaugstākā stabilitāte starp visiem šī elementa alotropiem un tas ir ļoti līdzīgs grafenam.

Sarkanais fosfors

Tas veido amorfu cietu vielu ar reducējošām īpašībām, bet tai nav toksicitātes.

Difosfors

Kā norāda nosaukums, tas sastāv no diviem fosfora atomiem un ir šī elementa gāzveida forma.

Violets fosfors

Tā ir cieta viela ar kristālisku struktūru ar monoklinisku molekulu izvietojumu.

Scarlet fosfors

Arī cieta amorfā struktūra.

Skābeklis

Neskatoties uz to, ka tas ir viens no visizplatītākajiem elementiem Zemes atmosfērā un viens no visbagātākajiem elementiem Visumā, tam ir maz zināmu alotropu, starp kuriem izceļas dioksigēns un trioksigēns.

Dioksogēns

Dioksigēns ir labāk pazīstams ar vienkāršu skābekļa nosaukumu - gāzveida viela, kas ir būtiska šīs planētas bioloģiskajiem procesiem.

Trioksigēns

Trioksigēns ir labāk pazīstams vienkārši kā ozons, ļoti reaktīvs allotrops, kura slavenākā funkcija ir aizsargāt Zemes atmosfēru no ārēja starojuma avotiem.

Tetraoksigēns

Tas veido cietu fāzi ar trigonālu struktūru ar metastabilitātes īpašībām.

Citi

Ir arī sešas citas cietās sugas, kuras veido skābekli, ar atšķirīgu kristālisko struktūru.

Tādā pašā veidā ir tādi elementi kā selēns, bors, silīcijs, starp kuriem ir dažādi alotropi un kuri ir pētīti ar mazāku vai lielāku dziļuma pakāpi.

Atsauces

1. Wikipedia. (sf). Allotropija. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org
2. Čans, R. (2007). Ķīmija, devītais izdevums. Meksika: Makgreivs.
3. Britannica, E. (nd). Allotropija. Izgūts no britannica.com
4. ThoughtCo. (sf). Allotrope definīcija un piemēri. Atgūts no domaco.com
5. Ciach, R. (1998). Uzlaboti gaismas sakausējumi un kompozītmateriāli. Iegūts no books.google.co.ve