Fra artikkelen vår vil du lære hva allotropi er. Dette konseptet er utbredt i naturen. For eksempel er oksygen og ozon stoffer som kun består av det kjemiske grunnstoffet oksygen. Hvordan er dette mulig? La oss finne ut av det sammen.
Definisjon av konsept
Allotropi er fenomenet med eksistensen av ett kjemisk grunnstoff i form av to eller flere enkle stoffer. Jens Berzelius, en kjemiker og mineralog fra Sverige, regnes for å være oppdageren. Allotropi er et fenomen som har mye til felles med krystallpolymorfisme. Dette førte til en lang debatt blant forskere. Foreløpig har de kommet til den konklusjon at polymorfisme kun er karakteristisk for faste enkle stoffer.
Årsaker til allotropi
Ikke alle kjemiske grunnstoffer kan danne flere enkle stoffer. Evnen til allotropi skyldes strukturen til atomet. Oftest forekommer det i elementer som har en variabel verdi av oksidasjonstilstanden. Disse inkluderer halv- og ikke-metaller, inerte gasser og halogener.
Allotropi kan skyldes flere årsaker. Disse inkluderer et forskjellig antall atomer, rekkefølgen av deres kobling til et molekyl, parallelliteten til elektronspinn, typenkrystallgitter. La oss vurdere disse typene allotropi ved å bruke spesifikke eksempler.
oksygen og ozon
Denne typen allotropi er et eksempel på hvordan et forskjellig antall atomer i ett kjemisk grunnstoff bestemmer de fysiske og kjemiske egenskapene til et stoff. Dette gjelder også den fysiologiske påvirkningen på levende organismer. Så oksygen består av to oksygenatomer, ozon - av tre.
Hva er forskjellen mellom disse stoffene? Begge er gassformige. Oksygen har ingen farge, smak eller lukt, det er halvannen ganger lettere enn ozon. Dette stoffet er svært løselig i vann, og med synkende temperatur øker bare hastigheten på denne prosessen. Oksygen er nødvendig av alle organismer for åndedrett. Derfor er dette stoffet viktig.
Ozon er blått. Hver av oss kjente den karakteristiske lukten etter regnet. Det er tøft, men ganske hyggelig. Sammenlignet med oksygen er ozon mer reaktivt. Hva er grunnen? Når ozon brytes ned, dannes et oksygenmolekyl og et fritt oksygenatom. Det går umiddelbart inn i sammensatte reaksjoner, og danner nye stoffer.
Karbons fantastiske egenskaper
Men antall atomer i et karbonmolekyl forblir alltid det samme. Samtidig danner det helt andre stoffer. De vanligste modifikasjonene av karbon er diamant og grafitt. Det første stoffet regnes som det hardeste på planeten. Denne egenskapen skyldes at atomene i diamant er bundet av sterke kovalente bindinger i alle retninger. Sammen danner de et tredimensjon alt nettverk av tetraedre.
I grafitt dannes sterke bindinger kun mellom atomer som befinner seg i et horisont alt plan. Av denne grunn er det nesten umulig å bryte en grafittstav på langs. Men bindingene som forbinder de horisontale lagene av karbon til hverandre er veldig svake. Derfor, hver gang vi tegner en enkel blyant på papir, forblir et grått merke på den. Dette er laget av karbon.
Allotropi av svovel
Årsaken til modifiseringen av svovel ligger også i egenskapene til den indre strukturen til molekylene. Den mest stabile formen er rombisk. Krystaller av denne typen svovelallotropi kalles romboide. Hver av dem er dannet av kroneformede molekyler, som hver inkluderer 8 atomer. I henhold til dets fysiske egenskaper er rombisk svovel et gult fast stoff. Det løser seg ikke bare i vann, men blir ikke engang fuktet av det. Varme og elektrisk ledningsevne er svært lav.
Strukturen av monoklint svovel er representert av et parallellepiped med skrå hjørner. Visuelt ligner dette stoffet mørkegule nåler. Hvis svovel smeltes og deretter plasseres i kaldt vann, dannes dens nye modifikasjon. Dens opprinnelige struktur vil brytes ned til polymerkjeder av forskjellige lengder. Slik oppnås plastsvovel - en brun gummiaktig masse.
fosformodifikasjoner
Forskere har 11 typer fosfor. Dens allotropi ble oppdaget nesten ved et uhell, som dette stoffet selv. På jakt etter de vises stein fikk alkymisten Brand en lysendetørt stoff som oppstår ved fordampning av urin. Det var hvitt fosfor. Dette stoffet er preget av høy kjemisk aktivitet. Det er nok å heve temperaturen til 40 grader for at hvitt fosfor skal reagere med oksygen og antennes.
For fosfor er årsaken til allotropi en endring i strukturen til krystallgitteret. Det kan bare endres under visse betingelser. Så, ved å øke trykket og temperaturen i en atmosfære av karbondioksid, oppnås rødt fosfor. Kjemisk er det mindre aktivt, så det er ikke preget av luminescens. Når den varmes opp, blir den til damp. Det ser vi hver gang vi tenner faste kamper. Risterflaten inneholder bare rødt fosfor.
Så, allotropi er eksistensen av ett kjemisk element i form av flere enkle stoffer. Oftest funnet blant ikke-metaller. Hovedårsakene til dette fenomenet anses å være et annet antall atomer som danner et molekyl av et stoff, samt en endring i konfigurasjonen av krystallgitteret.
