Από το άρθρο μας θα μάθετε τι είναι η αλλοτροπία.Αυτή η έννοια είναι ευρέως διαδεδομένη στη φύση. Για παράδειγμα, το οξυγόνο και το όζον είναι ουσίες που αποτελούνται μόνο από το χημικό στοιχείο οξυγόνο. Πώς είναι αυτό δυνατόν? Ας το καταλάβουμε μαζί.
Ορισμός του ορισμού
Αλλοτροπία είναι το φαινόμενο της ύπαρξης ενόςένα χημικό στοιχείο με τη μορφή δύο ή περισσότερων απλών ουσιών. Ο Γενς Μπερζέλιους, χημικός και ορυκτολόγος από τη Σουηδία, θεωρείται δικαίως ο ανακάλυψής του. Η αλλοτροπία είναι ένα φαινόμενο που έχει πολλά κοινά με τον κρυσταλλικό πολυμορφισμό. Αυτό προκάλεσε μακρά συζήτηση μεταξύ των επιστημόνων. Επί του παρόντος, έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα ότι ο πολυμορφισμός είναι χαρακτηριστικός μόνο στερεών απλών ουσιών.
Λόγοι αλλοτροπίας
Πολλές απλές ουσίες μπορεί να μην σχηματιστούνόλα τα χημικά στοιχεία. Η ικανότητα αλλοτροπίας οφείλεται στη δομή του ατόμου. Συναντάται συχνότερα σε στοιχεία με μεταβλητή τιμή της κατάστασης οξείδωσης. Αυτά περιλαμβάνουν ημι- και μη μέταλλα, αδρανή αέρια και αλογόνα.
Η αλλοτροπία μπορεί να προκληθεί από πολλάαιτιολογικό. Αυτά περιλαμβάνουν διαφορετικό αριθμό ατόμων, τη σειρά σύνδεσής τους σε ένα μόριο, τον παραλληλισμό των σπιν ηλεκτρονίων, τον τύπο του κρυσταλλικού πλέγματος. Ας εξετάσουμε αυτούς τους τύπους αλλοτροπίας με συγκεκριμένα παραδείγματα.
Οξυγόνο και όζον
Αυτός ο τύπος αλλοτροπίας είναι ένα παράδειγμα του πόσο διαφορετικόςο αριθμός των ατόμων ενός χημικού στοιχείου καθορίζει τις φυσικές και χημικές ιδιότητες μιας ουσίας. Αυτό ισχύει επίσης για τη φυσιολογική επίδραση στους ζωντανούς οργανισμούς. Έτσι, το οξυγόνο αποτελείται από δύο άτομα οξυγόνου, το όζον - από τρία.
Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ αυτών των ουσιών;Και τα δύο είναι αέρια. Το οξυγόνο δεν έχει χρώμα, γεύση ή οσμή· είναι μιάμιση φορά ελαφρύτερο από το όζον. Αυτή η ουσία είναι άμεσα διαλυτή στο νερό και με τη μείωση της θερμοκρασίας, ο ρυθμός αυτής της διαδικασίας αυξάνεται μόνο. Το οξυγόνο είναι απαραίτητο για την αναπνοή όλων των οργανισμών. Επομένως, αυτή η ουσία είναι ζωτικής σημασίας.
Το όζον έχει μπλε χρώμα.Την χαρακτηριστική μυρωδιά του την ένιωθε ο καθένας μας μετά τη βροχή. Είναι αιχμηρό, αλλά αρκετά γλυκό. Σε σύγκριση με το οξυγόνο, το όζον είναι πιο χημικά ενεργό. Ποιός είναι ο λόγος? Όταν το όζον αποσυντίθεται, σχηματίζεται ένα μόριο οξυγόνου και ένα ελεύθερο άτομο οξυγόνου. Εισέρχεται αμέσως σε σύνθετη αντίδραση, σχηματίζοντας νέες ουσίες.
Οι εκπληκτικές ιδιότητες του άνθρακα
Και εδώ είναι ο αριθμός των ατόμων σε ένα μόριο άνθρακαπαραμένει πάντα το ίδιο. Ταυτόχρονα, σχηματίζει εντελώς διαφορετικές ουσίες. Οι πιο κοινές τροποποιήσεις άνθρακα είναι το διαμάντι και ο γραφίτης. Η πρώτη ουσία θεωρείται η πιο σκληρή στον πλανήτη. Αυτή η ιδιότητα οφείλεται στο γεγονός ότι τα άτομα στο διαμάντι συνδέονται με ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς προς όλες τις κατευθύνσεις. Μαζί, σχηματίζουν ένα τρισδιάστατο δίκτυο τετραέδρων.
Στον γραφίτη, ισχυροί δεσμοί σχηματίζονται μόνο μεταξύ τουςάτομα που βρίσκονται στο οριζόντιο επίπεδο. Για το λόγο αυτό, είναι πρακτικά αδύνατο να σπάσει η ράβδος γραφίτη κατά μήκος. Αλλά οι δεσμοί που συνδέουν τα οριζόντια στρώματα άνθρακα μεταξύ τους είναι πολύ αδύναμοι. Επομένως, κάθε φορά που περνάμε ένα απλό μολύβι πάνω από το χαρτί, ένα γκρίζο ίχνος παραμένει πάνω του. Αυτό είναι το στρώμα άνθρακα.
Αλλοτροπία θείου
Ο λόγος για τις τροποποιήσεις του θείου είναι επίσηςχαρακτηριστικά της εσωτερικής δομής των μορίων. Η πιο σταθερή μορφή είναι η ρομβική. Οι κρύσταλλοι αυτού του τύπου αλλοτροπίας θείου ονομάζονται ρομβοειδείς. Κάθε ένα από αυτά σχηματίζεται από μόρια σε σχήμα κορώνας, καθένα από τα οποία περιέχει 8 άτομα. Όσον αφορά τις φυσικές ιδιότητες, το ρομβικό θείο είναι ένα κίτρινο στερεό. Όχι μόνο δεν διαλύεται στο νερό, αλλά ούτε καν βρέχεται από αυτό. Η θερμότητα και η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι πολύ χαμηλή.
Παρουσιάζεται η δομή του μονοκλινικού θείουένα παραλληλεπίπεδο με λοξότμητες γωνίες. Οπτικά, αυτή η ουσία μοιάζει με σκούρες κίτρινες βελόνες. Εάν το θείο λιώσει και στη συνέχεια τοποθετηθεί σε κρύο νερό, σχηματίζεται η νέα του τροποποίηση. Η αρχική του δομή θα διασπαστεί σε πολυμερείς αλυσίδες διαφορετικού μήκους. Έτσι λαμβάνεται το πλαστικό θείο - μια λαστιχένια καφέ μάζα.
Τροποποιήσεις φωσφόρου
Οι επιστήμονες μετρούν 11 είδη φωσφόρου.Η αλλοτροπία του ανακαλύφθηκε σχεδόν τυχαία, όπως και η ίδια η ουσία. Αναζητώντας τη Φιλοσοφική Λίθο, ο αλχημιστής Μπραντ έλαβε μια φωτεινή ξηρή ουσία ως αποτέλεσμα της εξάτμισης των ούρων. Ήταν λευκός φώσφορος. Αυτή η ουσία χαρακτηρίζεται από υψηλή χημική δράση. Αρκεί να ανεβάσουμε τη θερμοκρασία στους 40 βαθμούς για να αντιδράσει ο λευκός φώσφορος με το οξυγόνο και να αναφλεγεί.
Για τον φώσφορο, η αιτία της αλλοτροπίας είναι μια αλλαγήδομή του κρυσταλλικού πλέγματος. Μπορεί να αλλάξει μόνο υπό ορισμένες προϋποθέσεις. Έτσι, αυξάνοντας την πίεση και τη θερμοκρασία σε μια ατμόσφαιρα διοξειδίου του άνθρακα, λαμβάνεται κόκκινος φώσφορος. Χημικά, είναι λιγότερο ενεργό, επομένως δεν λάμπει. Όταν θερμαίνεται, μετατρέπεται σε ατμό. Το βλέπουμε αυτό κάθε φορά που ανάβουμε κανονικά σπίρτα. Η επιφάνεια του τριψίματος περιέχει κόκκινο φώσφορο.
Άρα, αλλοτροπία είναι η ύπαρξη ενόςένα χημικό στοιχείο με τη μορφή πολλών απλών ουσιών. Συναντάται συχνότερα μεταξύ των μη μετάλλων. Οι κύριοι λόγοι για αυτό το φαινόμενο θεωρούνται ότι είναι ένας διαφορετικός αριθμός ατόμων που σχηματίζουν ένα μόριο μιας ουσίας, καθώς και μια αλλαγή στη διαμόρφωση του κρυσταλλικού πλέγματος.
