Fra vores artikel vil du lære, hvad allotropi er. Dette koncept er udbredt i naturen. For eksempel er oxygen og ozon stoffer, der kun består af det kemiske grundstof oxygen. Hvordan er det muligt? Lad os finde ud af det sammen.
Definition af begreb
Allotropi er fænomenet med eksistensen af et kemisk grundstof i form af to eller flere simple stoffer. Jens Berzelius, en kemiker og mineralog fra Sverige, anses for at være dens opdager. Allotropi er et fænomen, der har meget til fælles med krystalpolymorfi. Dette forårsagede en lang debat blandt videnskabsmænd. På nuværende tidspunkt er de nået til den konklusion, at polymorfi kun er karakteristisk for faste simple stoffer.
Årsager til allotropi
Ikke alle kemiske grundstoffer kan danne flere simple stoffer. Evnen til allotropi skyldes atomets struktur. Oftest forekommer det i grundstoffer, der har en variabel værdi af oxidationstilstanden. Disse omfatter halv- og ikke-metaller, inerte gasser og halogener.
Allotropi kan skyldes flere årsager. Disse omfatter et forskelligt antal atomer, rækkefølgen af deres forbindelse til et molekyle, paralleliteten af elektronspin, typenkrystalgitter. Lad os overveje disse typer allotropi ved hjælp af specifikke eksempler.
Oxygen og ozon
Denne type allotropi er et eksempel på, hvordan et forskelligt antal atomer af et kemisk grundstof bestemmer et stofs fysiske og kemiske egenskaber. Det gælder også den fysiologiske påvirkning af levende organismer. Så oxygen består af to oxygenatomer, ozon - af tre.
Hvad er forskellen mellem disse stoffer? Begge er gasformige. Ilt har ingen farve, smag eller lugt, det er halvanden gang lettere end ozon. Dette stof er meget opløseligt i vand, og med faldende temperatur øges hastigheden af denne proces kun. Ilt er nødvendigt af alle organismer til respiration. Derfor er dette stof afgørende.
Ozon er blåt. Hver af os følte dens karakteristiske lugt efter regnen. Det er hårdt, men ret behageligt. Sammenlignet med oxygen er ozon mere reaktivt. Hvad er grunden? Når ozon nedbrydes, dannes et iltmolekyle og et frit iltatom. Det går straks ind i sammensatte reaktioner og danner nye stoffer.
Kulstoffets fantastiske egenskaber
Men antallet af atomer i et kulstofmolekyle forbliver altid det samme. Samtidig danner det helt andre stoffer. De mest almindelige modifikationer af kulstof er diamant og grafit. Det første stof betragtes som det hårdeste på planeten. Denne egenskab skyldes, at atomerne i diamant er bundet af stærke kovalente bindinger i alle retninger. Sammen danner de et tredimensionelt netværk af tetraedre.
I grafit dannes stærke bindinger kun mellem atomer placeret i et vandret plan. Af denne grund er det næsten umuligt at knække en grafitstang på langs. Men bindingerne, der forbinder de vandrette lag af kulstof til hinanden, er meget svage. Derfor, hver gang vi tegner en simpel blyant på papir, forbliver et gråt mærke på det. Dette er laget af kulstof.
Allotropi af svovl
Årsagen til ændringen af svovl ligger også i egenskaberne ved molekylernes indre struktur. Den mest stabile form er rombisk. Krystaller af denne type svovlallotropi kaldes rhomboidal. Hver af dem er dannet af kroneformede molekyler, som hver omfatter 8 atomer. Ifølge dets fysiske egenskaber er rombisk svovl et gult fast stof. Det opløses ikke kun i vand, men bliver ikke engang fugtet af det. Varme og elektrisk ledningsevne er meget lav.
Strukturen af monoklint svovl er repræsenteret af et parallelepipedum med skrå hjørner. Visuelt ligner dette stof mørkegule nåle. Hvis svovl smeltes og derefter placeres i koldt vand, dannes dets nye modifikation. Dens oprindelige struktur vil nedbrydes til polymerkæder af forskellig længde. Sådan opnås plastisk svovl - en brun gummiagtig masse.
fosforændringer
Forskere har 11 typer fosfor. Dets allotropi blev opdaget næsten ved et uheld, ligesom dette stof selv. På jagt efter de vises sten modtog alkymisten Brand en lysendetørt stof som følge af fordampning af urin. Det var hvidt fosfor. Dette stof er karakteriseret ved høj kemisk aktivitet. Det er nok at hæve temperaturen til 40 grader, for at hvidt fosfor kan reagere med ilt og antænde.
For fosfor er årsagen til allotropi en ændring i strukturen af krystalgitteret. Det kan kun ændres under visse betingelser. Så ved at øge trykket og temperaturen i en atmosfære af kuldioxid opnås rødt fosfor. Kemisk er det mindre aktivt, så det er ikke karakteriseret ved luminescens. Når det opvarmes, bliver det til damp. Det ser vi hver gang vi tænder almindelige kampe. Ristoverfladen indeholder kun rødt fosfor.
Så allotropi er eksistensen af et kemisk grundstof i form af flere simple stoffer. Findes oftest blandt ikke-metaller. Hovedårsagerne til dette fænomen anses for at være et forskelligt antal atomer, der danner et molekyle af et stof, samt en ændring i konfigurationen af krystalgitteret.
