אטומים מאותו סוג יכול להיות חלק שונהחומרים. עבור אלמנט, מסומן על ידי סמל "O" (מן השם הלטיני Oxygenium), שני חומרים פשוטים כי הם נפוצים בטבע ידועים. הנוסחה של אחד מהם היא O2, השני - O3. אלה שינויים allotropic של חמצן (allotropes). יש עוד פחות תרכובות יציבות (O4 ו O8). השוואה של מולקולות ומאפיינים של חומרים יעזור להבין את ההבדל בין צורות אלה.
מהו שינוי אלוטרופי?
יסודות כימיים רבים יכולים להתקיים בשתיים, שלוש או יותר צורות. כל אחד מהשינויים הללו נוצר על ידי אטומים מאותו סוג. בשנת 1841 המדען ג'יי ברזליוס היה הראשון שכינה תופעה כזו אלטרופיה. החוק הפתוח שימש בתחילה רק לאפיון חומרים בעלי מבנה מולקולרי. לדוגמא, ישנם שני שינויים אלוטרופיים ידועים של חמצן, שהאטומים שלהם יוצרים מולקולות. מאוחר יותר החוקרים גילו כי יכולות להיות מוטציות בין הגבישים. על פי מושגים מודרניים, אלוטרופיה היא אחד המקרים של פולימורפיזם. ההבדלים בין הצורות נגרמים על ידי מנגנוני הקשר הכימי במולקולות ובגבישים. תכונה זו באה לידי ביטוי בעיקר על ידי אלמנטים של 13-16 קבוצות בטבלה המחזורית.
כיצד שילוב שונה של אטומים משפיע על תכונות החומר?
שינויים אלוטרופיים של חמצן ואוזוןנוצר על ידי אטומי יסוד עם מספר סידורי 8 ומספר זהה של אלקטרונים. אך הם שונים במבנה, מה שהוביל לפער משמעותי בתכונות.
| תסמינים | חמצן | אוזון |
הרכב מולקולות | 2 אטומי חמצן | 3 אטומי חמצן |
| מבנה |  | |
| מצב גופני וצבע | גז שקוף חסר צבע או נוזל כחול בהיר | גז כחול, נוזל כחול, מוצק סגול כהה |
| הריח | נעדר | חציר חד, סופת רעמים וחתוך טרי |
נקודת התכה (° C) | -219 | -193 |
| נקודת רתיחה (° C) | -183 | -112 |
צְפִיפוּת (g / l) | 1,4 | 2,1 |
מסיסות במים | מעט מתמוסס | עדיף על חמצן |
פעילות כימית | יציב בתנאים רגילים | מתפרק בקלות לחמצן |
מסקנות על סמך תוצאות ההשוואה: שינויים בחמצן אלוטרופי אינם שונים בהרכב האיכותי שלהם. מבנה המולקולה משתקף בתכונות הפיזיקליות והכימיות של חומרים.
האם אותה כמות חמצן ואוזון בטבע?
חומר שהנוסחה שלו היא O2, נמצא באטמוספירה, הידרוספרה, יבשתיתקליפות אורגניזמים חיים. כ -20% מהאטמוספרה נוצרת על ידי מולקולות חמצן דיאטומיות. בסטרטוספירה, בגובה של כ- 12-50 ק"מ מעל פני האדמה, ישנה שכבה המכונה "מסך האוזון". הרכבו משקף את הנוסחה O3... האוזון מגן על כדור הארץ שלנו על ידי קליטה אינטנסיביתקרניים מסוכנות של הספקטרום האדום והאולטרה סגול של השמש. ריכוז החומר משתנה כל הזמן, וערכו הממוצע נמוך - 0.001%. אז או2 ו O3 - שינויים אלוטרופיים של חמצן, שיש להם הבדלים משמעותיים בהתפלגות הטבע.
איך משיגים חמצן ואוזון?
שינויים אלוטרופיים של חמצן וגופרית
יסודות כימיים O (Oxygenium) ו- S (Sulphur)ממוקמים באותה קבוצה של הטבלה המחזורית, הם מאופיינים ביצירת צורות אלוטרופיות. מבין המולקולות בעלות מספר שונה של אטומי גופרית (2, 4, 6, 8) בתנאים רגילים, היציב ביותר הוא S8, הדומה לכתר. גופרית מעוין ומונוקלינית בנויים ממולקולות בעלות 8 אטומים כאלה.
משתמשים בקנה מידה תעשייתיתכונות חמצון של צורות שונות. האוזון משמש לחיטוי אוויר ומים. אך בריכוזים העולים על 0.16 מ"ג / מ"ק, גז זה מסוכן לבני אדם ובעלי חיים. חמצן מולקולרי חיוני לנשימה ומשמש בתעשייה וברפואה. אלוטרופים של פחמן (יהלום, גרפיט), זרחן (לבן, אדום) ואלמנטים כימיים אחרים ממלאים תפקיד חשוב בפעילות הכלכלית.
