ALLOTROPIA: ALLOTROPICKÁ TRANSFORMÁCIA A HLAVNÉ PRVKY - CHÉMIA - 2026

Alotropia v chémii je funkcia, ktorá majú určité chemické prvky, ktoré sú v niekoľkých rôznych formách, ale v rovnakom skupenstve. Štruktúra prvkov sa môže meniť v závislosti na ich molekulárnom usporiadaní a podmienkach, v ktorých sú tvorené, ako je tlak a teplota.

Slovo alotrópia sa používa iba v súvislosti s chemickými prvkami, pričom každý zo spôsobov, ako sa prvok nachádza v tej istej fáze, sa označuje ako alotróp; keďže pre zlúčeniny vykazujúce rôzne kryštalické štruktúry sa neuplatňuje; v tomto prípade sa to nazýva polymorfizmus.

Sú známe aj iné prípady, napríklad kyslík, pri ktorých sa môže vyskytnúť alotrópia ako zmena počtu atómov látky. V tomto zmysle existuje pojem alotrópov tohto prvku, ktoré sú známe ako kyslík (O ₂ ) a ozón (O ₃ ).

Allotropická transformácia

Ako už bolo uvedené, allotropy sú rôzne spôsoby, ako nájsť ten istý prvok, takže táto zmena v štruktúre spôsobuje, že sa tieto druhy javia s rôznymi fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami.

Podobne alotrópická transformácia medzi jedným prvkom a druhým nastáva spôsobom, akým sú atómy usporiadané v molekulách; to je forma, v ktorej prepojenie vzniká.

K tejto zmene môže dôjsť z rôznych dôvodov, napríklad z dôvodu zmien tlaku, teploty a dokonca aj výskytu elektromagnetického žiarenia, ako je svetlo.

Keď sa zmení štruktúra chemického druhu, môže sa zmeniť aj jeho správanie, ktoré modifikuje vlastnosti, ako je jeho elektrická vodivosť, tvrdosť (v prípade tuhých látok), bod topenia alebo varu a dokonca aj fyzikálne vlastnosti, ako je jeho farba.

Okrem toho môže byť alotrópia dvoch typov:

- Monotropné, keď jedna zo štruktúr prvku má za všetkých podmienok väčšiu stabilitu ako ostatné.

- Enantropické, keď sú rôzne štruktúry stabilné v rôznych podmienkach, ale pri určitých tlakoch a teplotách sa môžu navzájom zmeniť reverzibilne.

Hlavné alotrópne prvky

Aj keď v periodickej tabuľke je viac ako sto známych prvkov, nie všetky majú alokropické formy. Najznámejšie alotrópy sú uvedené nižšie.

uhlík

Tento prvok veľkého množstva v prírode predstavuje základný základ organickej chémie. Je známych niekoľko alotrópnych druhov, medzi ktorými vyniká diamant, grafit a ďalšie, ktoré budú vystavené nižšie.

diamant

Diamant vykazuje molekulárne usporiadanie vo forme tetraedrických kryštálov, ktorých atómy sú spojené jednoduchými väzbami; To znamená, že sú usporiadané o sp ³ hybridizácie .

grafit

Grafit je tvorený nasledujúcimi vrstvami uhlíka, kde jeho atómy sú spojené v hexagonálnych štruktúrach dvojitými väzbami; to znamená, že sa sp ² hybridizácii .

Carbine

Okrem vyššie uvedených dvoch dôležitých alotrópov, ktoré sú najznámejšie z uhlíka, existujú aj ďalšie, ako napríklad karbyn (známy je tiež lineárny acetylénový uhlík, LAC), kde sú jeho atómy usporiadané lineárnym spôsobom pomocou trojitých väzieb; to znamená sp hybridizáciou.

iní

- grafén, ktorého štruktúra je veľmi podobná štruktúre grafitu).

- Fullerén alebo buckminsterfullerén, známy tiež ako buckyball, ktorého štruktúra je šesťuholníková, ale jeho atómy sú usporiadané do tvaru kruhu.

- Uhlíkové nanorúrky, valcovitého tvaru.

- Amorfný uhlík bez kryštalickej štruktúry.

síra

Síra má tiež niekoľko allotropov, ktoré sa považujú za bežné, napríklad nasledujúce (treba poznamenať, že všetky sú v pevnom stave):

Rhombická síra

Ako už názov napovedá, jeho kryštalická štruktúra je tvorená osmihrannými kosoštvorcami a je tiež známa ako a síra.

Monoklinická síra

Známy ako ß-síra je tvarovaný ako hranol tvorený ôsmimi atómami síry.

Roztavená síra

Vytvára prizmatické kryštály, ktoré sú stabilné pri určitých teplotách a vytvárajú ihly bez farby.

Plastová síra

Nazýva sa tiež síra a má amorfnú štruktúru.

Kvapalná síra

Má viskozitné vlastnosti na rozdiel od väčšiny prvkov, pretože v tomto alotrópe rastie so zvyšujúcou sa teplotou.

Zápas

Tento nekovový prvok sa bežne vyskytuje v prírode v kombinácii s inými prvkami a má niekoľko pridružených alotrópnych látok:

Biely fosfor

Je to pevná látka s tetrahedrálnou kryštalickou štruktúrou a má uplatnenie vo vojenskom poli, dokonca sa používa ako chemická zbraň.

Čierny fosfor

Má najvyššiu stabilitu medzi alotrópmi tohto prvku a je veľmi podobný grafénu.

Červený fosfor

Vytvára amorfnú pevnú látku s redukčnými vlastnosťami, nemá však toxicitu.

oxidom

Ako už názov napovedá, je tvorený dvoma atómami fosforu a je plynnou formou tohto prvku.

Fialový fosfor

Je to pevná látka s kryštalickou štruktúrou s monoklinickým usporiadaním molekúl.

Šarlátový fosfor

Tiež pevná amorfná štruktúra.

kyslík

Napriek tomu, že je jedným z najbežnejších prvkov v zemskej atmosfére a jedným z najhojnejších prvkov vo vesmíre, má málo známych allotropov, medzi ktorými vynikajú dioxygén a trioxygén.

dioxygen

Dioxygén je lepšie známy pod jednoduchým názvom kyslík, plynná látka nevyhnutná pre biologické procesy tejto planéty.

Trioxygen

Trioxygén je lepšie známy ako ozón, vysoko reaktívny allotrop, ktorého najznámejšou funkciou je ochrana zemskej atmosféry pred zdrojmi vonkajšieho žiarenia.

tetraoxygen

Tvorí pevnú fázu s trigonálnou štruktúrou s charakteristikami metastability.

iní

K dispozícii je tiež šesť ďalších tuhých látok, ktoré tvoria kyslík, s rôznymi kryštalickými štruktúrami.

Rovnakým spôsobom existujú okrem iného prvky ako selén, bór, kremík, ktoré vykazujú rôzne alotrópy a ktoré boli študované s menšou alebo väčšou mierou hĺbky.

Referencie

1. Wikipedia. (SF). Allotrope. Obnovené z en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chémia, deviate vydanie. Mexiko: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (nd). Allotrope. Zdroj: britannica.com
4. ThoughtCo. (SF). Definícia a príklady allotropov. Získané z webu thinkco.com
5. Ciach, R. (1998). Pokročilé ľahké zliatiny a kompozity. Získané z kníh.google.co.ve