Iz našeg članka naučit ćete što je alotropija.Ovaj koncept je raširen u prirodi. Na primjer, kisik i ozon su tvari koje se sastoje samo od kemijskog elementa kisik. Kako je ovo moguće? Hajde da to zajedno shvatimo.
Definicija pojma
Alotropija je fenomen postojanja jednogkemijski element u obliku dvije ili više jednostavnih tvari. Jens Berzelius, kemičar i mineralog iz Švedske, s pravom se smatra njegovim otkrićem. Alotropija je fenomen koji ima mnogo zajedničkog s polimorfizmom kristala. To je izazvalo dugu raspravu među znanstvenicima. Trenutno su došli do zaključka da je polimorfizam karakterističan samo za čvrste jednostavne tvari.
Razlozi alotropije
Možda se neće formirati nekoliko jednostavnih tvarisvi kemijski elementi. Sposobnost alotropije je posljedica strukture atoma. Najčešće se nalazi u elementima s promjenjivom vrijednošću oksidacijskog stanja. To uključuje polu- i nemetale, inertne plinove i halogene.
Alotropiju može uzrokovati nekolikorazlozima. To uključuje različit broj atoma, redoslijed njihove veze u molekulu, paralelizam okreta elektrona, vrstu kristalne rešetke. Razmotrimo ove vrste alotropije na konkretnim primjerima.
Kisik i ozon
Ova vrsta alotropije primjer je koliko je različitabroj atoma jednog kemijskog elementa određuje fizikalna i kemijska svojstva tvari. To se također odnosi i na fiziološki učinak na žive organizme. Dakle, kisik se sastoji od dva atoma kisika, ozon - od tri.
Koje su razlike između ovih tvari?Oba su plinovita. Kisik nema boju, okus i miris, jedan i pol puta je lakši od ozona. Ova je tvar lako topiva u vodi, a s padom temperature, brzina ovog procesa samo se povećava. Kisik je neophodan za disanje svih organizama. Stoga je ova tvar vitalna.
Ozon je plave boje.Njegov karakterističan miris osjetio je svatko od nas nakon kiše. Oštar je, ali prilično sladak. U usporedbi s kisikom, ozon je kemijski aktivniji. Koji je razlog? Kada se ozon razgradi, nastaju molekula kisika i slobodni atom kisika. On odmah ulazi u složenu reakciju, stvarajući nove tvari.
Nevjerojatna svojstva ugljika
A ovdje je broj atoma u molekuli ugljikauvijek ostaje ista. Istodobno, tvori potpuno različite tvari. Najčešće modifikacije ugljika su dijamant i grafit. Prva tvar se smatra najtežom na planeti. Ovo svojstvo je zbog činjenice da su atomi u dijamantu vezani jakim kovalentnim vezama u svim smjerovima. Zajedno tvore trodimenzionalnu mrežu tetraedara.
U grafitu se jake veze stvaraju samo izmeđuatomi smješteni u horizontalnoj ravnini. Zbog toga je grafitnu šipku praktički nemoguće slomiti po dužini. Ali veze koje međusobno povezuju horizontalne slojeve ugljika vrlo su slabe. Stoga svaki put kada jednostavnom olovkom prijeđemo preko papira, na njemu ostaje sivi trag. Ovo je sloj ugljika.
Alotropija sumpora
Razlog za modifikacije sumpora je takođerznačajke unutarnje strukture molekula. Najstabilniji oblik je rombičan. Kristali ove vrste alotropije sumpora nazivaju se romboidni. Svaku od njih čine molekule u obliku krune, od kojih svaka sadrži 8 atoma. U pogledu fizikalnih svojstava, rombični sumpor je žuta krutina. Ona ne samo da se ne otapa u vodi, nego se njome ni ne smoči. Toplinska i električna vodljivost je vrlo niska.
Prikazana je struktura monoklinskog sumporaparalelepiped sa zakošenim uglovima. Vizualno, ova tvar podsjeća na tamnožute iglice. Ako se sumpor otopi i zatim stavi u hladnu vodu, nastaje njegova nova modifikacija. Njegova izvorna struktura će se razbiti na polimerne lance različitih duljina. Tako se dobiva plastični sumpor – gumeno smeđa masa.
Modifikacije fosfora
Znanstvenici broje 11 vrsta fosfora.Njegova alotropija otkrivena je gotovo slučajno, kao i sama tvar. U potrazi za kamenom filozofa, alkemičar Brand dobio je svjetleću suhu tvar kao rezultat isparavanja urina. Bio je to bijeli fosfor. Ovu tvar karakterizira visoka kemijska aktivnost. Dovoljno je podići temperaturu na 40 stupnjeva kako bi bijeli fosfor reagirao s kisikom i zapalio.
Za fosfor je uzrok alotropije promjena ustruktura kristalne rešetke. Može se promijeniti samo pod određenim uvjetima. Tako se povećanjem tlaka i temperature u atmosferi ugljičnog dioksida dobiva crveni fosfor. Kemijski je manje aktivan, pa ne svijetli. Kada se zagrije, pretvara se u paru. To vidimo svaki put kad palimo regularne šibice. Površina rešetke sadrži crveni fosfor.
Dakle, alotropija je postojanje jednogkemijski element u obliku nekoliko jednostavnih tvari. Najčešće se nalazi među nemetalima. Smatra se da su glavni razlozi ovog fenomena različiti broj atoma koji tvore molekulu tvari, kao i promjena konfiguracije kristalne rešetke.
