З нашої статті ви дізнаєтеся, що таке аллотропия.Це поняття широко поширене в природі. Наприклад, кисень і озон - це речовини, що складаються тільки з хімічного елемента оксигена. Як це можливо? Давайте розбиратися разом.
визначення поняття
Аллотропией називають явище існування одногохімічного елемента у вигляді двох або більше простих речовин. Його відкривачем по праву вважається хімік і мінеролог зі Швеції Йенс Берцеліус. Аллотропия - це явище, яке має багато спільного з поліморфізмом кристалів. Це викликало довгі суперечки серед вчених. В даний час вони прийшли до думки, що поліморфізм характерний тільки для твердих простих речовин.
причини аллотропии
Утворювати кілька простих речовин можуть невсі хімічні елементи. Здатність до аллотропии обумовлена будовою атома. Найчастіше вона зустрічається у елементів, що мають змінне значення ступеня окислення. До них відносяться напів- і неметали, інертні гази та галогени.
Аллотропия може бути обумовлена декількомапричинами. До них відноситься різна кількість атомів, порядок їх з'єднання в молекулу, паралельність спинив електронів, тип кристалічної решітки. Розглянемо дані види аллотропии на конкретних прикладах.
Кисень і озон
Даний вид аллотропии - приклад того, як різнийкількість атомів одного хімічного елемента визначає фізичні та хімічні властивості речовини. Це стосується і фізіологічного впливу на живі організми. Так, кисень складається з двох атомів оксигена, озон - з трьох.
У чому ж відмінності цих речовин?Обидва вони газоподібні. Кисень не має кольору, смаку і запаху, він в півтора рази легше озону. Ця речовина добре розчиняється в воді, причому зі зниженням температури швидкість цього процесу тільки збільшується. Кисень необхідний всім організмам для дихання. Тому ця речовина є життєво важливим.
Озон має блакитний колір.Його характерний запах відчував кожен з нас після дощу. Він різкий, але досить приємний. У порівнянні з киснем, озон більш хімічно активний. У чому ж причина? При розкладанні озону утворюється молекула кисню і вільний атом оксигена. Він тут же вступає в реакції з'єднання, утворюючи нові речовини.
Дивовижні властивості вуглецю
А ось кількість атомів в молекулі вуглецюзавжди залишається незмінним. При цьому він утворює абсолютно різні речовини. Найпоширенішими модифікаціями вуглецю є алмаз і графіт. Перша речовина вважається найтвердішим на планеті. Ця властивість обумовлена тим, що атоми в алмазі пов'язані міцними ковалентними зв'язками в усіх напрямках. В сукупності вони утворюють тривимірну мережу з тетраедрів.
У графіту міцні зв'язки формуються тільки міжатомами, розташованими в горизонтальній площині. З цієї причини розламати графітовий стрижень вздовж практично неможливо. А ось зв'язку, які з'єднують горизонтальні шари вуглецю між собою, дуже слабкі. Тому кожен раз, коли ми проводимо простим олівцем по папері, на ній залишається сірий слід. Це і є шар вуглецю.
аллотропия сірки
Причина модифікацій сірки також полягає вособливості внутрішньої структури молекул. Найстійкішою формою є ромбічна. Кристали цього виду аллотропии сірки називають ромбоідальная. Кожен з них утворений коронообразних молекулами, до складу кожної з якої входить 8 атомів. За фізичними властивостями ромбическая сірка є твердою речовиною жовтого кольору. Вона не тільки не розчиняється у воді, але навіть не змочується нею. Показники тепло- і електропровідності дуже низькі.
Структура моноклінної сірки представленапараллелепипедом зі скошеними кутами. Візуально це речовина нагадує голки темно-жовтого кольору. Якщо сірку розплавити, а потім помістити в холодну воду, утворюється її нова модифікація. Її початкова структура зруйнується до полімерних ланцюгів різної довжини. Так отримують пластичну сірку - резиноподібного масу коричневого кольору.
модифікації фосфору
Вчені налічують 11 видів фосфору.Його аллотропия була відкрита практично випадково, як і сама ця речовина. У пошуках філософського каменю алхімік Бранд отримав світиться суху субстанцію в результаті випаровування сечі. Це був білий фосфор. Дана речовина характеризується великою хімічною активністю. Досить підвищення температури до 40 градусів, щоб білий фосфор вступив в реакцію з киснем і запалав.
Для фосфору причина аллотропии - це зміна вструктурі кристалічної решітки. Змінити її можна тільки за певних умов. Так, збільшивши тиск і температуру в атмосфері вуглекислого газу, отримують червоний фосфор. Хімічно він менш активний, тому для нього не характерно світіння. При нагріванні він перетворюється на пару. Ми спостерігаємо це кожен раз, запалюючи звичайні сірники. Терочная поверхню якраз містить червоний фосфор.
Отже, аллотропия - це існування одногохімічного елемента у вигляді кількох простих речовин. Найчастіше зустрічається серед неметалів. Основними причинами цього явища вважаються різну кількість атомів, що утворюють молекулу речовини, а також зміна конфігурації кристалічної решітки.
