Dari artikel kami, anda akan mempelajari apa itu alotropi. Konsep ini meluas secara semula jadi. Sebagai contoh, oksigen dan ozon adalah bahan yang hanya terdiri daripada unsur kimia oksigen. Bagaimana ini boleh berlaku? Mari kita fikirkan bersama.
Definisi konsep
Allotropy ialah fenomena kewujudan satu unsur kimia dalam bentuk dua atau lebih bahan ringkas. Jens Berzelius, seorang ahli kimia dan mineralogi dari Sweden, dianggap sebagai penemunya. Alotropi adalah fenomena yang mempunyai banyak persamaan dengan polimorfisme kristal. Ini menyebabkan perdebatan panjang di kalangan saintis. Pada masa ini, mereka telah membuat kesimpulan bahawa polimorfisme adalah ciri hanya untuk bahan ringkas pepejal.
Punca alotropi
Tidak semua unsur kimia boleh membentuk beberapa bahan ringkas. Keupayaan untuk alotropi adalah disebabkan oleh struktur atom. Selalunya, ia berlaku dalam unsur-unsur yang mempunyai nilai pembolehubah keadaan pengoksidaan. Ini termasuk separa dan bukan logam, gas lengai dan halogen.
Allotropy boleh disebabkan oleh beberapa sebab. Ini termasuk bilangan atom yang berbeza, susunan sambungannya ke dalam molekul, keselarian putaran elektron, jeniskekisi kristal. Mari pertimbangkan jenis alotropi ini menggunakan contoh khusus.
Oksigen dan ozon
Alotropi jenis ini ialah contoh bagaimana bilangan atom yang berbeza bagi satu unsur kimia menentukan sifat fizikal dan kimia sesuatu bahan. Ini juga terpakai kepada kesan fisiologi pada organisma hidup. Jadi, oksigen terdiri daripada dua atom oksigen, ozon - daripada tiga.
Apakah perbezaan antara bahan-bahan ini? Kedua-duanya adalah gas. Oksigen tidak mempunyai warna, rasa atau bau, ia adalah satu setengah kali lebih ringan daripada ozon. Bahan ini sangat larut dalam air, dan dengan penurunan suhu, kadar proses ini hanya meningkat. Oksigen diperlukan oleh semua organisma untuk pernafasan. Oleh itu, bahan ini penting.
Ozon berwarna biru. Setiap daripada kami merasakan bau khasnya selepas hujan. Ia keras, tetapi cukup menyenangkan. Berbanding dengan oksigen, ozon lebih reaktif. Apakah sebabnya? Apabila ozon terurai, molekul oksigen dan atom oksigen bebas terbentuk. Ia serta-merta memasuki tindak balas kompaun, membentuk bahan baharu.
Sifat karbon yang menakjubkan
Tetapi bilangan atom dalam molekul karbon sentiasa kekal sama. Pada masa yang sama, ia membentuk bahan yang sama sekali berbeza. Pengubahsuaian karbon yang paling biasa ialah berlian dan grafit. Bahan pertama dianggap paling sukar di planet ini. Sifat ini disebabkan oleh fakta bahawa atom dalam berlian terikat oleh ikatan kovalen yang kuat dalam semua arah. Bersama-sama mereka membentuk rangkaian tiga dimensi tetrahedra.
Dalam grafit, ikatan kuat terbentuk hanya antara atom yang terletak dalam satah mengufuk. Atas sebab ini, hampir mustahil untuk memecahkan batang grafit secara memanjang. Tetapi ikatan yang menghubungkan lapisan mendatar karbon antara satu sama lain adalah sangat lemah. Oleh itu, setiap kali kita melukis pensel mudah di atas kertas, tanda kelabu kekal di atasnya. Ini ialah lapisan karbon.
Alotropi sulfur
Sebab pengubahsuaian sulfur juga terletak pada ciri-ciri struktur dalaman molekul. Bentuk yang paling stabil ialah rombik. Kristal alotropi sulfur jenis ini dipanggil rhomboid. Setiap daripada mereka dibentuk oleh molekul berbentuk mahkota, setiap satunya mengandungi 8 atom. Mengikut sifat fizikalnya, sulfur rombik ialah pepejal kuning. Ia bukan sahaja tidak larut dalam air, malah tidak dibasahi olehnya. Kekonduksian haba dan elektrik adalah sangat rendah.
Struktur sulfur monoklinik diwakili oleh saluran paip selari dengan bucu serong. Secara visual, bahan ini menyerupai jarum kuning gelap. Jika sulfur dicairkan dan kemudian diletakkan dalam air sejuk, pengubahsuaian barunya terbentuk. Struktur asalnya akan terurai kepada rantai polimer dengan panjang yang berbeza. Beginilah cara plastik sulfur diperoleh - jisim bergetah perang.
Pengubahsuaian fosforus
Para saintis mempunyai 11 jenis fosforus. Alotropinya ditemui hampir secara tidak sengaja, seperti bahan ini sendiri. Dalam mencari batu ahli falsafah, Jenama alkimia menerima cahayabahan kering yang terhasil daripada penyejatan air kencing. Ia adalah fosforus putih. Bahan ini dicirikan oleh aktiviti kimia yang tinggi. Ia cukup untuk menaikkan suhu kepada 40 darjah untuk fosforus putih bertindak balas dengan oksigen dan menyala.
Untuk fosforus, punca alotropi ialah perubahan dalam struktur kekisi kristal. Ia hanya boleh diubah dalam keadaan tertentu. Jadi, dengan meningkatkan tekanan dan suhu dalam atmosfera karbon dioksida, fosforus merah diperolehi. Secara kimia, ia kurang aktif, jadi ia tidak dicirikan oleh luminescence. Apabila dipanaskan, ia bertukar menjadi wap. Kami melihat ini setiap kali kami menyalakan perlawanan biasa. Permukaan parut hanya mengandungi fosforus merah.
Jadi, alotropi ialah kewujudan satu unsur kimia dalam bentuk beberapa bahan ringkas. Selalunya ditemui di kalangan bukan logam. Sebab utama fenomena ini dianggap sebagai bilangan atom yang berbeza yang membentuk molekul bahan, serta perubahan dalam konfigurasi kekisi kristal.
