ALOTROPIA: PRZEMIANA ALOTROPOWA I GŁÓWNE PIERWIASTKI - CHEMIA - 2026

Alotropía chemii jest cechą, która posiada pewne pierwiastki obecne w różnych postaciach, lecz w tym samym stanie materii. Struktura pierwiastków może się różnić w zależności od ich układu molekularnego i warunków, w których są tworzone, takich jak ciśnienie i temperatura.

Jedynie w przypadku pierwiastków chemicznych używa się słowa alotropia, a każdy ze sposobów, w jaki pierwiastek można znaleźć w tej samej fazie, jest określany jako alotrop; nie ma to zastosowania do związków wykazujących różne struktury krystaliczne; w tym przypadku nazywa się to polimorfizmem.

Znane są inne przypadki, takie jak tlen, w których alotropia może wystąpić jako zmiana liczby atomów substancji. W tym sensie istnieje pojęcie dwóch alotropów tego pierwiastka, które są lepiej znane jako tlen (O ₂ ) i ozon (O ₃ ).

Transformacja alotropowa

Jak wspomniano wcześniej, alotropy to różne sposoby, w jakie można znaleźć ten sam pierwiastek, więc ta zmiana w jego strukturze powoduje, że gatunki te pojawiają się z różnymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi.

Podobnie przemiana alotropowa między jednym pierwiastkiem a drugim zachodzi poprzez sposób, w jaki atomy są rozmieszczone w cząsteczkach; czyli forma, z której pochodzi link.

Ta zmiana między jednym a drugim alotropem może nastąpić z różnych powodów, takich jak zmiany warunków ciśnienia, temperatury, a nawet częstość występowania promieniowania elektromagnetycznego, takiego jak światło.

Kiedy zmienia się struktura substancji chemicznej, jej zachowanie może również ulec zmianie, modyfikując właściwości, takie jak przewodnictwo elektryczne, twardość (w przypadku substancji stałych), temperatura topnienia lub wrzenia, a nawet właściwości fizyczne, takie jak kolor.

Ponadto alotropia może być dwojakiego rodzaju:

- Monotropowy, gdy jedna ze struktur elementu ma większą stabilność niż inne we wszystkich warunkach.

- enantropijny, gdy różne struktury są stabilne w różnych warunkach, ale mogą przekształcić się jedna w drugą w sposób odwracalny przy określonych ciśnieniach i temperaturach.

Główne elementy alotropowe

Chociaż w układzie okresowym jest ponad sto znanych pierwiastków, nie wszystkie mają formy alotropowe. Najbardziej znane alotropy przedstawiono poniżej.

Węgiel

Ten występujący w przyrodzie pierwiastek stanowi fundamentalną podstawę chemii organicznej. Znanych jest kilka gatunków alotropowych, wśród których wyróżniają się diament, grafit i inne, które zostaną odsłonięte poniżej.

Diament

Diament ma układ cząsteczkowy w postaci czworościennych kryształów, których atomy są połączone pojedynczymi wiązaniami; Oznacza to, że są one organizowane przez sp ³ hybrydyzacji .

Grafit

Grafit tworzą kolejne warstwy węgla, których atomy są połączone wiązaniami podwójnymi w struktury heksagonalne; to znaczy z hybrydyzacją sp ² .

Carbino

Oprócz dwóch ważnych alotropów wymienionych powyżej, które są najlepiej znanymi z węgla, istnieją inne, takie jak karbyne (znany jest również liniowy węgiel acetylenowy, LAC), w którym jego atomy są ułożone liniowo za pomocą wiązań potrójnych; to znaczy z hybrydyzacją sp.

Inni

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

- Fulereren lub buckminsterfulleren, znany również jako buckyball, którego struktura jest sześciokątna, ale jego atomy są ułożone w kształcie pierścienia.

- Nanorurki węglowe o cylindrycznym kształcie.

- Węgiel amorficzny, bez struktury krystalicznej.

Siarka

Siarka ma również kilka alotropów uważanych za powszechne, takich jak następujące (należy zauważyć, że wszystkie z nich są w stanie stałym):

Siarka rombowa

Jak sama nazwa wskazuje, jego krystaliczna struktura składa się z ośmiokątnych rombów i jest również znana jako siarka α.

Siarka jednoskośna

Znany jako β-siarka, ma kształt graniastosłupa złożonego z ośmiu atomów siarki.

Stopiona siarka

Tworzy pryzmatyczne kryształy, które są stabilne w określonych temperaturach, tworząc igły pozbawione koloru.

Plastikowa siarka

Nazywana także siarką, ma amorficzną strukturę.

Ciekła siarka

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

Mecz

Ten niemetaliczny pierwiastek występuje powszechnie w naturze w połączeniu z innymi pierwiastkami i ma kilka powiązanych substancji alotropowych:

Fosfor biały

Jest to ciało stałe o czworościennej strukturze krystalicznej i znajduje zastosowanie w wojsku, nawet jako broń chemiczna.

Fosfor czarny

Ma najwyższą stabilność spośród alotropów tego pierwiastka i jest bardzo podobny do grafenu.

Fosfor czerwony

Tworzy amorficzną substancję stałą o właściwościach redukujących, ale jest pozbawiona toksyczności.

Difosfor

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

Luminofor fioletowy

Jest to ciało stałe o strukturze krystalicznej z jednoskośnym układem molekularnym.

Fosfor szkarłatny

Również stała amorficzna struktura.

Tlen

Pomimo tego, że jest jednym z najpowszechniejszych pierwiastków w ziemskiej atmosferze i jednym z najliczniejszych pierwiastków we Wszechświecie, ma niewiele znanych alotropów, wśród których wyróżniają się tlen i trójtlen.

Ditlen

Tlen jest lepiej znany pod prostą nazwą tlenu, substancji gazowej niezbędnej dla procesów biologicznych na tej planecie.

Trioxygen

Trioxygen jest lepiej znany po prostu jako ozon, wysoce reaktywny alotrop, którego najbardziej znaną funkcją jest ochrona atmosfery ziemskiej przed źródłami promieniowania zewnętrznego.

Tetraoxygen

Tworzy fazę stałą o strukturze trygonalnej z cechami metastabilności.

Inni

Istnieje również sześć innych form stałych, które tworzy tlen, o różnych strukturach krystalicznych.

W ten sam sposób istnieją pierwiastki, takie jak między innymi selen, bor, krzem, które zawierają różne alotropy i które zostały zbadane z mniejszym lub większym stopniem głębokości.

Bibliografia

1. Wikipedia. (sf). Alotropia. Odzyskany z en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chemia, wydanie dziewiąte. Meksyk: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (nd). Alotropia. Pobrane z britannica.com
4. ThoughtCo. (sf). Definicja i przykłady alotropów. Odzyskany z thinkco.com
5. Ciach, R. (1998). Zaawansowane lekkie stopy i kompozyty. Uzyskane z books.google.co.ve