Што е алотропија? Алотропија на јаглерод, хемија

Причините за разновидноста на органски соединенија се способноста на јаглеродни атоми да формираат различни синџири и циклуси, кои меѓусебно се поврзуваат. Тоа е, феноменот на изомеризмот. И што е причината за разновидноста на едноставни неоргански супстанции? Излегува дека на ова прашање може да се одговори со оглед на тоа што е алотропија. Со овој природен феномен во светот на хемиските елементи се поврзува постоењето на различни форми на едноставни соединенија.

Што е алотропија?

На ова прашање можете да одговорите на овој начин. Овој феномен е постоењето на истиот хемиски елемент во форма на неколку едноставни супстанции. Тоа е, ако клетките во периодниот систем 118, тогаш тоа не значи дека природата на атомите е иста. Секој од елементите (речиси сите) има една или повеќе сорти или алотропни модификации.

Која е разликата помеѓу таквите супстанции? Причините за овој феномен се главните две:

• Различен број на атоми во молекулата (алотропија на составот);
• Нееднаква структура на кристалната решетка (форма на алотропија).

Често овој концепт е поврзан со терминот полиморфизам. Сепак, постои разлика меѓу нив. Што е алотропија? Ова е модификација на хемиски елемент во различни едноставни супстанции, без оглед на состојбата на нејзината агрегатна состојба. Додека полиморфизмот е концепт применлив само за цврсти кристални супстанции.

Разни allotropic модификации на соединенија обично се означени со латински букви пред нивното име. Алфа секогаш се поставува пред формата која има минимална точка на топење, точка на вриење. Понатаму, по азбучен ред и соодветно зголемување на показателите.

И покрај фактот што хемискиот елемент во основа на едноставни супстанции е ист, својствата на модификациите значително се разликуваат еден од друг, и физички и хемиски. Најлесно формирани алотропни форми:

• Неметали (освен халогени и инертни гасови);
• Семеметали.

Алотропијата на метали е најмалку проучена, бидејќи тие несоодветно ги прават таквите модификации, а не сите. Вкупно се познати повеќе од 400 различни форми на едноставни супстанции. Колку повеќе степени на оксидација е карактеристично за еден елемент, толку е поголем бројот на алотропни модификации познати на него.

Модификации на јаглерод

Јаглеродната алотропија е најчест и жив пример за илустрирање на овој феномен што се разгледува. Впрочем, овој елемент е во можност да формира неколку видови на соединенија, кои се разликуваат во структурата на кристалната решетка. Како резултат на тоа, едноставните супстанции се толку поларни во нивните својства што останува да бидат изненадени од решенијата на природата.

Значи, алотропија на јаглерод ги вклучува следните модификации.

1. Што е алотропија на јаглерод може да се следи во својата следна форма, која е радикално различна од претходната. Ова е графит. Многу мека супстанција, која лесно може да се олупи и остави карактеристична трага на хартија. Затоа, се користи за производство на моливи со олово моливи. Структурата на оваа форма е хексагонална. Врските меѓу пространите слоеви се слаби, лесно искинати, густината на материја е мала. Користат графит за производство на синтетички дијаманти, како цврст лубрикант, за производство на електроди, како филер од пластика, како и во нуклеарни реактори.
2. Фулерените се уште еден доказ дека постои алотропија. Хемијата на овие соединенија е слична на онаа на ароматични јаглеводороди. Впрочем, нивната структура е претставена со конвексни затворени полиедри кои личат на фудбалска топка. Фулерените се користат во областа на инженерството како полупроводник, за производство на суперспроводливи соединенија, како фоторезист и така натаму.
3. Lonsdaleite и cerafite се уште две кристални алотропни модификации на јаглерод. Тие беа откриени релативно неодамна. Со својства се многу слични на дијаманти, во отсуство на нечистотии може да биде дури и неколку пати потешко.
4. Јаглен и саѓи се аморфни алотропни супстанции. Се користи како гориво, мазива, во филтри и така натаму. Со содржина во природата, најчестата од сите модификации на јаглерод.

Дијамант

Најмногу цврсти од сите познати материи за денес, се проценува на 10 поени на скалата Мохс. Кристалната форма на јаглерод, чија структура има појава на правилно поврзани тетрахерални формации еден кон друг.

Дијамантот е во состојба да ја растера светлината многу добро, што го прави можно да се користи како накит (дијаманти). Поради својата екстремна цврстина, се користи за сечење и заварување, дупчење, полирање и мелење. До денес, воспоставено е производство на вештачки дијаманти што се користат во индустријата.

Други сорти

Постојат и неколку варијанти на овој елемент:

• Наноцевки;
• Нанопен;
• Астролози;
• Нанофибер;
• Стаклен јаглерод;
• Графин;
• Карбин;
• Нанопоти.

Непотврдени, но претпоставени форми на постоење на едноставни јаглеродни соединенија: хаоит, метален јаглен и јаглерод диоксид.

Алотропија на кислород

Овој неметал формира две едноставни супстанции:

• Гасен кислород (под нормални услови), чијашто формула е О ₂ ;
• Гасовити озон, емпириски одраз на чиј состав е О3.

Очигледно е дека тука главната причина за постоењето на модификациите е составот на молекулата. Обичниот кислород е основа на животот на сите живи суштества (со исклучок на анаеробни бактерии). Тој е активен учесник во размената на гас, извор на енергија за сите животни процеси. Хемиски, тоа е оксидатор, преку кој се реализираат многу реакции.

Озонот е формиран во природата или во специјални лабораториски инсталации на озонатори од кислород од воздух под влијание на силно испуштање на електрична енергија. Во природни услови тоа е молња. Во ниски дисперзирани концентрации има пријатен мирис на свежина (по грмотевицата секогаш се чувствува во воздухот). Тоа е многу силен оксиданс, белило, хемиски активен.

Модификации на фосфор

Алотропија на кислород е слична на онаа на фосфор. Исто така, има околу 11 различни модификации, кои се разликуваат во бројот на атоми во молекулата, а со тоа и на хемиската врска и својствата. Постојат три стабилни форми, а останатите, во природата практично не се случуваат и распаѓаат.

1. Бело фосфор. Неговата формула е P ₄ . Супстанца што наликува на мек парафин со бела или малку жолтеникава боја. Лесно се топи, поминува во отровен гас.
2. Црвениот фосфор е паста слична маса со непријатен мирис. Формулата е P _n . Ова е структура на полимер.
3. Црниот фосфор е мрсна на масата за допир, која е црна и целосно нерастворлива во вода.

Модификации на метали

Што е алотропија на метали, можете да научите од примерот на железо. Таа постои во форма:

• Алфа;
• Бета-;
• Гама;
• Сигма-форма.

Секој се разликува од претходната структура на кристалната решетка и, соодветно, својствата. На пример, алфа-формата е феромагнетна, а бета-парамагнет.

Генерално, од сите познати метали, алотропните модификации формираат само 27 хемиски елементи.

Алотроп калај

Интересно, алфа-форма е сив прав кој постои само на ниски температури. Бета-форма, напротив, е метален, сребрено-бел, мек и пластика. Таа постои при високи температури - до 161 ^° C. Една форма лесно поминува во друга под природни услови, ако постои разлика во градиент.