Alotropia Transformacja alotropowa i główne elementy alotropowe



The alotropia w chemii cechą charakterystyczną jest to, że pewne pierwiastki chemiczne występują w kilku różnych postaciach, ale w tym samym stanie skupienia materii. Struktura elementów może się różnić w zależności od ich układu molekularnego i warunków, w których powstają, takich jak ciśnienie i temperatura.

Tylko jeśli chodzi o pierwiastki chemiczne, używane jest słowo alotropia, określane jako alotrop, każdy ze sposobów, w jaki element można znaleźć w tej samej fazie; podczas gdy dla związków, które wykazują różne struktury krystaliczne, nie jest stosowany; w tym przypadku nazywa się to polimorfizmem.

Znane są inne przypadki, takie jak tlen, w którym alotropię można przedstawić jako zmianę liczby atomów substancji. W tym sensie mamy pojęcie dwóch alotropów tego pierwiastka, które są lepiej znane jako tlen (O2) i ozon (O3).

Indeks

  • 1 Transformacja alotropowa
  • 2 Główne elementy alotropowe
    • 2.1 Węgiel
    • 2.2 Siarka
    • 2.3 Fosfor
    • 2.4 Tlen
  • 3 referencje

Transformacja alotropowa

Jak wspomniano wcześniej, alotropy są różnymi sposobami znalezienia tego samego elementu, więc ta zmiana jego struktury powoduje, że gatunki te mają różne właściwości fizyczne i chemiczne..

Również alotropowa transformacja między jednym a drugim elementem jest określona przez sposób, w jaki atomy są uporządkowane wewnątrz cząsteczek; to znaczy sposób, w jaki link pochodzi.

Ta zmiana między alotropem a innym może wystąpić z różnych powodów, takich jak zmiany warunków ciśnienia, temperatury, a nawet częstości występowania promieniowania elektromagnetycznego, takiego jak światło.

Gdy zmienia się struktura substancji chemicznej, może również zmienić jej zachowanie, modyfikując właściwości, takie jak przewodność elektryczna, twardość (w przypadku substancji stałych), temperatura topnienia lub wrzenia, a nawet właściwości fizyczne, takie jak kolor.

Ponadto allotropia może być dwojakiego rodzaju:

- Monotropowy, gdy jedna ze struktur elementu ma większą stabilność niż pozostałe w każdych warunkach.

- Enantrópica, gdy różne struktury są stabilne w różnych warunkach, ale mogą przekształcić się jeden w drugi w sposób odwracalny do pewnych ciśnień i temperatur.

Główne elementy alotropowe

Podczas gdy w układzie okresowym jest ponad sto znanych elementów, nie wszystkie mają formy alotropowe. Poniżej znajdują się najbardziej znane elementy alotropowe.

Węgiel

Ten element wielkiej obfitości w przyrodzie stanowi podstawową podstawę chemii organicznej. Znanych jest kilka gatunków alotropowych, w tym diament, grafit i inne, które zostaną odkryte w następnej kolejności.

Diament

Diament ukazuje układ molekularny w postaci tetraedrycznych kryształów, których atomy są połączone prostymi wiązaniami; oznacza to, że są one uporządkowane przez hybrydyzację sp3.

Grafit

Grafit jest tworzony przez kolejne arkusze węgla, gdzie ich atomy są połączone w struktury heksagonalne przez podwójne wiązania; to znaczy z hybrydyzacją sp2.

Carbino

Oprócz dwóch ważnych alotropów wymienionych powyżej, które są najbardziej znanym węglem, istnieją inne, takie jak karbino (jak również znany liniowy węgiel acetylenowy, LAC), gdzie ich atomy są ułożone liniowo za pomocą potrójnych wiązań; to znaczy z hybrydyzacją sp.

Inni

- Grafen, którego struktura jest bardzo podobna do grafitu).

- Fulleren lub buckminsterfulleren, znany również jako buckyball, którego struktura jest sześciokątna, ale jego atomy są ułożone w pierścień.

- Nanorurki węglowe o kształcie cylindrycznym.

- Węgiel amorficzny, bez struktury krystalicznej.

Siarka

Siarka ma również kilka powszechnie uznawanych alotropów, takich jak poniższe (zwróć uwagę, że wszystkie są w stanie stałym):

Siarka rombowa

Jak sama nazwa wskazuje, jego krystaliczna struktura jest utworzona przez ośmiokątne romby i znana jest również jako siarka α.

Siarka jednoskośna

Znany jako siarka β ma kształt pryzmatu składającego się z ośmiu atomów siarki.

Stopiona siarka

Powstaje stabilne kryształy pryzmatyczne w pewnych temperaturach, tworząc igły bez koloru.

Plastikowa siarka

Zwany także siarką, ma strukturę amorficzną.

Ciekła siarka

Ma właściwości lepkości w przeciwieństwie do większości pierwiastków, ponieważ w tym alotropie rośnie wraz ze wzrostem temperatury. 

Fosfor

Ten niemetaliczny pierwiastek jest powszechnie spotykany w przyrodzie w połączeniu z innymi pierwiastkami i posiada kilka powiązanych substancji allotropowych:

Biały fosfor

Jest ciałem stałym o krystalicznej strukturze tetraedrycznego kształtu i ma zastosowanie w dziedzinie wojskowej, nawet jako broń chemiczna.

Czarny fosfor

Ma najwyższą stabilność wśród alotropów tego pierwiastka i jest bardzo podobna do grafenu.

Czerwony fosfor

Tworzy bezpostaciowe ciało stałe o właściwościach redukujących, ale pozbawione toksyczności.

Dyfosfor

Jak sama nazwa wskazuje, składa się z dwóch atomów fosforu i jest gazową formą tego pierwiastka

Fioletowy fosfor

Jest to krystaliczna struktura stała o porządku molekularnym typu jednoskośnego. 

Szkarłatny fosfor

Również o stałej strukturze amorficznej.

Tlen

Pomimo tego, że jest jednym z najczęstszych pierwiastków w ziemskiej atmosferze i jednym z najliczniejszych elementów we wszechświecie, ma kilka znanych alotropów, wśród których jest tlen tlenowy i trioksygen.

Dioxygen

Tlen tlenu jest lepiej znany pod prostą nazwą tlenu, substancji gazowej niezbędnej do procesów biologicznych tej planety.

Trioksygen

Trioksigen jest lepiej znany jako ozon, alotrop o dużej reaktywności, którego najsłynniejszą funkcją jest ochrona atmosfery ziemskiej przed zewnętrznymi źródłami promieniowania.

Tetraoksygen

Tworzy stałą fazę struktury trygonalnej o cechach metastabilności.

Inni

Wyróżnij także sześć innych stałych gatunków, które tworzą tlen, o różnych strukturach krystalicznych.

Podobnie istnieją między innymi elementy takie jak selen, bor, krzem, które mają różne alotropy i zostały zbadane z większym lub mniejszym stopniem głębokości.

Referencje

  1. Wikipedia. (s.f.). Allotropia. Źródło z en.wikipedia.org
  2. Chang, R. (2007). Chemia, dziewiąta edycja. Meksyk: McGraw-Hill.
  3. Britannica, E. (s.f.). Allotropia. Źródło: britannica.com
  4. ThoughtCo. (s.f.). Definicja alotropów i przykłady. Pobrane z thinkco.com
  5. Ciach, R. (1998). Zaawansowane lekkie stopy i kompozyty. Pobrane z books.google.co.ve