ALOTROPIJA: ALOTROPNA TRANSFORMACIJA I GLAVNI ELEMENTI - KEMIJA - 2025

Alotropía u kemiji je značajka koja posjeduju određene kemijske elemente prisutne u nekoliko različitih oblika, ali u istom agregatnom stanju. Struktura elemenata može varirati ovisno o njihovom molekularnom rasporedu i uvjetima u kojima se formiraju, poput tlaka i temperature.

Tek kada je riječ o kemijskim elementima, upotrebljava se riječ alotropija koja označava svaki način na koji se element može naći u istoj fazi kao alotrop; budući da se za spojeve koji pokazuju različite kristalne strukture ne primjenjuje; u ovom se slučaju naziva polimorfizam.

Poznati su i drugi slučajevi, poput kisika, u kojem se alotropija može dogoditi kao promjena broja atoma tvari. U tom smislu postoji pojam dva alotropa ovog elementa koji su poznatiji pod nazivom kisik (O ₂) i ozon (O ₃).

Alotropna transformacija

Kao što je prethodno spomenuto, alotropi su različiti načini na kojima se može naći isti element, tako da zbog ove varijacije u njegovoj strukturi ove vrste se pojavljuju s različitim fizikalnim i kemijskim karakteristikama.

Isto tako, alotropna transformacija između jednog i drugog elementa događa se načinom na koji su atomi raspoređeni unutar molekula; to jest oblik u kojem veza potječe.

Ova promjena između jednog alotropa i drugog može se dogoditi iz različitih razloga, kao što su promjene u uvjetima tlaka, temperature, pa čak i pojave elektromagnetskog zračenja poput svjetlosti.

Kad se struktura kemijske vrste izmijeni, ona također može promijeniti njezino ponašanje, mijenjajući svojstva kao što su električna vodljivost, tvrdoća (u slučaju krutih tvari), talište ili vrelište, pa čak i fizičke kvalitete kao što je njihova boja.

Uz to, alotropija može biti dvije vrste:

- Monotropni, kada jedan od elemenata elementa ima veću stabilnost od ostalih u svim uvjetima.

- Enanthropic, kada su različite strukture stabilne u različitim uvjetima, ali mogu se transformirati jedne u drugu na reverzibilan način pri određenim pritiscima i temperaturama.

Glavni alotropni elementi

Iako u periodičnoj tablici postoji više od stotinu poznatih elemenata, nemaju svi alotropne oblike. Najpoznatiji alotropi su predstavljeni u nastavku.

ugljen

Ovaj element velikog obilja u prirodi predstavlja temeljnu osnovu organske kemije. Poznato je nekoliko alotropskih vrsta, među kojima se ističu dijamant, grafit i druge koje će biti izložene u nastavku.

Dijamant

Dijamant prikazuje molekularni raspored u obliku tetraedarnih kristala čiji su atomi povezani jednostrukim vezama; To znači da su raspoređeni po sp ³ hibridizacije.

Grafit

Grafit nastaje uzastopnim ugljikovim listovima, gdje su njegovi atomi dvostrukim vezama u šesterokutnim strukturama povezani; odnosno sa sp ² hibridizacijom.

Carbino

Pored gore spomenutih dva važna alotropa, koji su najpoznatiji po ugljiku, postoje i drugi, poput karbina (poznat je i linearni acetilenski ugljik, LAC), gdje su njegovi atomi linearno raspoređeni pomoću trostrukih veza; to jest sa sp hibridizacijom.

Drugi

- Grafen, čija je struktura vrlo slična grafitu).

- fuleren ili buckminsterfullerene, također poznat kao buckyball, čija je struktura šesterokutna, ali njegovi su atomi raspoređeni u obliku prstena.

- Karbonske nanocjevčice, cilindričnog oblika.

- Amorfni ugljik, bez kristalne strukture.

Sumpor

Sumpor ima i nekoliko alotropa koji se smatraju uobičajenim, kao što je slijedeći (treba imati na umu da su svi oni u čvrstom stanju):

Rombični sumpor

Kao što mu ime govori, njegova kristalna struktura sastoji se od osmerokutnih romba, a poznata je i kao α sumpor.

Monoklinski sumpor

Poznat i kao β sumpor, oblikovan je kao prizma koju čini osam atoma sumpora.

Rastaljeni sumpor

Stvara prizmatične kristale stabilne na određenim temperaturama, tvoreći igle bez boje.

Plastični sumpor

Naziva se i sumpor, ima amorfnu strukturu.

Tečni sumpor

Ima svojstva viskoznosti suprotno većini elemenata, jer u ovom alotropu raste s porastom temperature.

utakmica

Ovaj nemetalni element obično se nalazi u prirodi u kombinaciji s drugim elementima i ima nekoliko povezanih alotropnih tvari:

Bijeli fosfor

Čvrsta je tvar s tetraedarskom kristalnom strukturom i ima primjene na vojnom polju, čak se koristi i kao kemijsko oružje.

Crni fosfor

Ima najveću stabilnost među alotropima ovog elementa i vrlo je sličan grafenu.

Crveni fosfor

Tvori amorfnu krutu tvar smanjenih svojstava, ali je lišena toksičnosti.

difosfor

Kao što mu ime govori, sastoji se od dva atoma fosfora i plinovit je oblik ovog elementa.

Ljubičasti fosfor

Čvrsta je tvar s kristalnom strukturom monokliničkog molekularnog rasporeda.

Oskudni fosfor

Također čvrsta amorfna struktura.

Kisik

Iako je jedan od najčešćih elemenata u Zemljinoj atmosferi i jedan od najzastupljenijih elemenata u svemiru, ima malo poznatih alotropa, među kojima se ističu dioksigen i trioksigen.

dikisika

Dioksigen je poznatiji po jednostavnom nazivu kisik, plinovita tvar neophodna za biološke procese ovog planeta.

Trioxygen

Trioksigen je poznatiji jednostavno kao ozon, visoko reaktivni alotrop čija je najpoznatija funkcija zaštita Zemljine atmosfere od izvora vanjskog zračenja.

Tetraoxygen

Tvori čvrstu fazu s trigonalnom strukturom s karakteristikama metastabilnosti.

Drugi

Postoji i šest drugih čvrstih vrsta koje tvori kisik, s različitim kristalnim strukturama.

Na isti način postoje elementi poput selena, bora, silicija, između ostalog, koji predstavljaju različite alotrope i koji su proučavani s manjim ili većim stupnjem dubine.

Reference

1. Wikipedia. (SF). Alotropija. Oporavilo s en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Kemija, deveto izdanje. Meksiko: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (drugo). Alotropija. Preuzeto s britannica.com
4. ThoughtCo. (SF). Definicija i primjeri alotropa. Oporavak od thinkco.com
5. Ciach, R. (1998). Napredne lake legure i kompoziti. Dobiveno iz books.google.co.ve