ALOTROPIJA: ALOTROPNA TRANSFORMACIJA IN GLAVNI ELEMENTI - KEMIJA - 2026

Alotropia v kemiji je značilnost, ki imajo določene kemijskih elementov, ki v različnih oblikah, toda v istem stanju materije. Struktura elementov se lahko razlikuje glede na njihovo molekularno razporeditev in pogoje, v katerih se oblikujejo, na primer tlak in temperaturo.

Šele ko gre za kemične elemente, se uporablja beseda alotropija, ki označuje vsak način, kako lahko element najdemo v isti fazi kot alotrop; ker za spojine, ki imajo različne kristalne strukture, ne velja; v tem primeru se imenuje polimorfizem.

Znani so tudi drugi primeri, na primer kisik, pri katerih se lahko alotropija pojavi kot sprememba števila atomov snovi. V tem smislu obstaja pojem dveh alotropov tega elementa, ki sta bolj znana kot kisik (O ₂ ) in ozon (O ₃ ).

Alotropna transformacija

Kot smo že omenili, so alotropi različni načini, na katerih lahko najdemo isti element, zato zaradi te spremembe v svoji strukturi te vrste nastajajo z različnimi fizikalnimi in kemijskimi lastnostmi.

Prav tako se alotropna transformacija med enim in drugim elementom zgodi na način, kako so atomi razporejeni znotraj molekul; to je oblika, v kateri povezava izvira.

Ta sprememba med enim alotropom in drugim se lahko zgodi iz različnih razlogov, kot so spremembe v pogojih tlaka, temperature in celo pojavnosti elektromagnetnega sevanja, kot je svetloba.

Ko se struktura kemijske vrste spremeni, se lahko spremeni tudi njeno vedenje, pri čemer se spremenijo lastnosti, kot so električna prevodnost, trdota (v primeru trdnih snovi), tališče ali vrelišče in celo fizične lastnosti, kot je barva.

Poleg tega so lahko alotropije dve vrsti:

- Monotropni, kadar ima ena od struktur elementov večjo stabilnost kot druge v vseh pogojih.

- Enantropično, kadar so različne strukture stabilne v različnih pogojih, vendar se lahko ob določenih tlakih in temperaturah obrnejo v drugo na reverzibilen način.

Glavni alotropni elementi

Čeprav je v periodični tabeli več kot sto znanih elementov, nimajo vsi alotropnih oblik. Spodaj so predstavljeni najbolj znani alotropi.

Ogljik

Ta element velike narave v naravi predstavlja temeljno osnovo organske kemije. Znanih je več alotropnih vrst, med njimi izstopajo diamant, grafit in druge, ki bodo izpostavljene spodaj.

Diamant

Diamant prikazuje molekularno razporeditev v obliki tetraedrskih kristalov, katerih atomi so povezani z enojnimi vezmi; to pomeni, da so razporejeni s sp ³ hibridizacijo .

Grafit

Grafit je tvorjen z zaporednimi listi ogljika, kjer so njegovi atomi v šesterokotni strukturi povezani z dvojnimi vezmi; torej s sp ² hibridizacijo .

Carbino

Poleg zgoraj omenjenih dveh pomembnih alotropov, ki sta najbolj znana po ogljiku, obstajajo tudi drugi, kot je karbin (znan je tudi linearni acetilenski ogljik, LAC), kjer so njegovi atomi linearno razporejeni s pomočjo trojnih vezi; torej s sp hibridizacijo.

Drugi

- Grafen, katerega struktura je zelo podobna grafitu).

- fuleren ali buckminsterfulleren, znan tudi kot buckyball, katerega struktura je šestkotna, vendar so njeni atomi razporejeni v obliki obroča.

- Ogljikove nanocevke, valjaste oblike.

- Amorfni ogljik, brez kristalne strukture.

Žveplo

Žveplo ima tudi več alotropov, ki veljajo za pogoste, na primer naslednje (upoštevati je treba, da so vsi v trdnem stanju):

Rombično žveplo

Kot že ime pove, je njegova kristalna struktura sestavljena iz osmerokotnih rombov in je znana tudi kot α-žveplo.

Monoklinično žveplo

Znan kot β-žveplo, ima obliko prizme, sestavljene iz osmih atomov žvepla.

Staljeno žveplo

Proizvaja prizmatične kristale, ki so stabilni pri določenih temperaturah, tvorijo igle, ki so brez barve.

Plastično žveplo

Imenuje se tudi žveplo, ima amorfno strukturo.

Tekoče žveplo

Ima lastnosti viskoznosti v nasprotju z večino elementov, saj v tem alotropu raste z naraščajočo temperaturo.

Ujemanje

Ta nekovinski element običajno najdemo v naravi v kombinaciji z drugimi elementi in ima več pridruženih alotropnih snovi:

Beli fosfor

Je trdno s tetraedrsko kristalno strukturo in ima uporabo na vojaškem področju, celo se uporablja kot kemično orožje.

Črni fosfor

Med alotropi tega elementa ima najvišjo stabilnost in je zelo podoben grafenu.

Rdeči fosfor

Oblikuje amorfno trdno snov z reducirnimi lastnostmi, vendar je brez strupenosti.

Difosfor

Kot že ime pove, je sestavljen iz dveh atomov fosforja in je plinasta oblika tega elementa.

Vijolična fosforja

Je trdno s kristalno strukturo z monoklinično molekularno postavitvijo.

Škrlatni fosfor

Tudi trdna amorfna struktura.

Kisik

Kljub temu, da je eden najpogostejših elementov v Zemljini atmosferi in eden najbolj obilnih elementov v vesolju, ima malo znanih alotropov, med katerimi izstopata dioksigen in trioksigen.

Dioksigen

Dioksigen je bolj znan po preprostem imenu kisika, plinaste snovi, ki je bistvena za biološke procese tega planeta.

Trioksigen

Trioksigen je bolj znan preprosto kot ozon, visoko reaktivni alotrop, katerega najbolj znana funkcija je zaščititi Zemljino atmosfero pred viri zunanjega sevanja.

Tetraoksigen

Tvori trdno fazo s trigonsko strukturo z značilnostmi metastabilnosti.

Drugi

Obstaja tudi šest drugih trdnih vrst, ki tvorijo kisik, z različnimi kristalnimi strukturami.

Na enak način obstajajo elementi, kot so selen, bor, silicij, med katerimi so različni alotropi in ki so bili proučeni z manjšo ali večjo globino.

Reference

1. Wikipedija. (sf). Alotropija. Pridobljeno s strani en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Kemija, deveta izdaja. Mehika: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (drugo). Alotropija. Pridobljeno iz britannica.com
4. MiselCo. (sf). Definicija in primeri alotropov. Pridobljeno iz misli.com
5. Ciach, R. (1998). Napredne lahke zlitine in kompoziti. Pridobljeno iz books.google.co.ve