Z nášho článku sa dozviete, čo je to alotropia.Tento koncept je v prírode rozšírený. Napríklad kyslík a ozón sú látky pozostávajúce iba z chemického prvku kyslík. Ako je to možné? Poďme na to spolu.
Vymedzenie pojmu
Alotropia je fenomén existencie jednéhochemický prvok vo forme dvoch alebo viacerých jednoduchých látok. Za jeho objaviteľa sa právom považuje Jens Berzelius, chemik a mineralóg zo Švédska. Alotropia je fenomén, ktorý má veľa spoločného s kryštálovým polymorfizmom. To vyvolalo medzi vedcami dlhú diskusiu. V súčasnosti prišli na to, že polymorfizmus je charakteristický len pre tuhé jednoduché látky.
Príčiny alotropie
Niekoľko jednoduchých látok sa nemusí tvoriťvšetky chemické prvky. Schopnosť alotropie je spôsobená štruktúrou atómu. Najčastejšie sa nachádza v prvkoch s premenlivou hodnotou oxidačného stavu. Patria sem polo- a nekovy, inertné plyny a halogény.
Alotropia môže byť spôsobená niekoľkýmidôvodov. Patrí medzi ne rôzny počet atómov, poradie ich spojenia do molekuly, paralelnosť spinov elektrónov, typ kryštálovej mriežky. Pozrime sa na tieto typy alotropie s konkrétnymi príkladmi.
Kyslík a ozón
Tento typ alotropie je príkladom toho, ako sa líšipočet atómov jedného chemického prvku určuje fyzikálne a chemické vlastnosti látky. To platí aj pre fyziologický účinok na živé organizmy. Takže kyslík pozostáva z dvoch atómov kyslíka, ozón - z troch.
Aké sú rozdiely medzi týmito látkami?Oba sú plynné. Kyslík nemá žiadnu farbu, chuť ani vôňu, je jeden a pol krát ľahší ako ozón. Táto látka je ľahko rozpustná vo vode a s poklesom teploty sa rýchlosť tohto procesu len zvyšuje. Kyslík je nevyhnutný pre dýchanie všetkých organizmov. Preto je táto látka životne dôležitá.
Ozón má modrú farbu.Jeho charakteristickú vôňu cítil po daždi každý z nás. Je ostrý, ale dosť sladký. V porovnaní s kyslíkom je ozón chemicky aktívnejší. Aky je dôvod? Pri rozklade ozónu vzniká molekula kyslíka a voľný atóm kyslíka. Okamžite vstupuje do zloženej reakcie a vytvára nové látky.
Úžasné vlastnosti uhlíka
A tu je počet atómov v molekule uhlíkazostáva vždy rovnaký. Zároveň tvorí úplne iné látky. Najbežnejšie modifikácie uhlíka sú diamant a grafit. Prvá látka je považovaná za najtvrdšiu na planéte. Táto vlastnosť je spôsobená tým, že atómy v diamante sú viazané silnými kovalentnými väzbami vo všetkých smeroch. Spolu tvoria trojrozmernú sieť štvorstenov.
V grafite sa silné väzby vytvárajú iba medziatómy umiestnené v horizontálnej rovine. Z tohto dôvodu je prakticky nemožné zlomiť grafitovú tyč pozdĺžne. Ale väzby, ktoré spájajú horizontálne vrstvy uhlíka medzi sebou, sú veľmi slabé. Preto vždy, keď prejdeme jednoduchou ceruzkou po papieri, zostane na ňom šedá stopa. Toto je uhlíková vrstva.
Alotropia síry
Dôvodom modifikácií síry je tiežvlastnosti vnútornej štruktúry molekúl. Najstabilnejšia forma je kosoštvorcová. Kryštály tohto typu sírovej alotropie sa nazývajú kosoštvorcové. Každá z nich je tvorená molekulami v tvare koruny, z ktorých každá obsahuje 8 atómov. Z hľadiska fyzikálnych vlastností je kosoštvorcová síra žltá pevná látka. Nielenže sa vo vode nerozpúšťa, ale nie je ňou ani zmáčaná. Tepelná a elektrická vodivosť je veľmi nízka.
Uvádza sa štruktúra monoklinickej síryrovnobežnosten so skosenými rohmi. Vizuálne táto látka pripomína tmavožlté ihly. Ak sa síra roztopí a potom vloží do studenej vody, vytvorí sa jej nová modifikácia. Jeho pôvodná štruktúra sa rozpadne na polymérne reťazce rôznej dĺžky. Takto sa získava plastická síra – gumovitá hnedá hmota.
Modifikácie fosforu
Vedci počítajú 11 druhov fosforu.Jeho alotropia bola objavená takmer náhodou, rovnako ako samotná látka. Pri hľadaní kameňa mudrcov získal alchymista Brand v dôsledku odparovania moču svietiacu sušinu. Bol to biely fosfor. Táto látka sa vyznačuje vysokou chemickou aktivitou. Na to, aby biely fosfor reagoval s kyslíkom a vznietil sa, stačí zvýšiť teplotu na 40 stupňov.
U fosforu je príčinou alotropie zmena vštruktúra kryštálovej mriežky. Dá sa zmeniť len za určitých podmienok. Zvýšením tlaku a teploty v atmosfére oxidu uhličitého sa teda získava červený fosfor. Chemicky je menej aktívny, preto nežiari. Pri zahrievaní sa mení na paru. Vidíme to zakaždým, keď zapálime bežné zápasy. Povrch mriežky obsahuje červený fosfor.
Alotropia je teda existencia jednéhochemický prvok vo forme niekoľkých jednoduchých látok. Najčastejšie sa vyskytuje medzi nekovmi. Za hlavné dôvody tohto javu sa považuje odlišný počet atómov, ktoré tvoria molekulu látky, ako aj zmena konfigurácie kryštálovej mriežky.
