A partir del nostre article aprendràs què és l'al·lotropia. Aquest concepte està molt estès a la natura. Per exemple, l'oxigen i l'ozó són substàncies que només consisteixen en l'element químic oxigen. Com és possible? Anem a resoldre'l junts.
Definició del concepte
L'al·lotropia és el fenomen de l'existència d'un element químic en forma de dues o més substàncies simples. Jens Berzelius, un químic i mineralogista de Suècia, es considera el seu descobridor. L'al·lotropia és un fenomen que té molt en comú amb el polimorfisme dels cristalls. Això va provocar un llarg debat entre els científics. Actualment, han arribat a la conclusió que el polimorfisme només és característic de les substàncies sòlides simples.
Causes de l'al·lotropia
No tots els elements químics poden formar diverses substàncies simples. La capacitat d'al·lotropia es deu a l'estructura de l'àtom. Molt sovint, es produeix en elements que tenen un valor variable de l'estat d'oxidació. Aquests inclouen semimetalls i no metalls, gasos inerts i halògens.
L'al·lotropia pot ser deguda a diverses raons. Aquests inclouen un nombre diferent d'àtoms, l'ordre de la seva connexió en una molècula, el paral·lelisme dels girs electrònics, el tipusxarxa cristal·lina. Considerem aquests tipus d'al·lotropia utilitzant exemples específics.
Oxigen i ozó
Aquest tipus d'al·lotropia és un exemple de com un nombre diferent d'àtoms d'un element químic determina les propietats físiques i químiques d'una substància. Això també s'aplica a l'impacte fisiològic sobre els organismes vius. Per tant, l'oxigen consta de dos àtoms d'oxigen, l'ozó, de tres.
Quina diferència hi ha entre aquestes substàncies? Tots dos són gasosos. L'oxigen no té color, sabor ni olor, és una vegada i mitja més lleuger que l'ozó. Aquesta substància és altament soluble en aigua, i amb la disminució de la temperatura, la velocitat d'aquest procés només augmenta. L'oxigen és necessari per a tots els organismes per respirar. Per tant, aquesta substància és vital.
L'ozó és blau. Cadascú de nos altres va sentir la seva olor característica després de la pluja. És dur, però força agradable. En comparació amb l'oxigen, l'ozó és més reactiu. Quin és el motiu? Quan l'ozó es descompon, es formen una molècula d'oxigen i un àtom d'oxigen lliure. Immediatament entra en reaccions compostes, formant noves substàncies.
Les sorprenents propietats del carboni
Però el nombre d'àtoms d'una molècula de carboni sempre segueix sent el mateix. Al mateix temps, forma substàncies completament diferents. Les modificacions més comunes del carboni són el diamant i el grafit. La primera substància es considera la més dura del planeta. Aquesta propietat es deu al fet que els àtoms del diamant estan units per forts enllaços covalents en totes direccions. Junts formen una xarxa tridimensional de tetraedres.
En el grafit, només es formen enllaços forts entre àtoms situats en un pla horitzontal. Per aquest motiu, és gairebé impossible trencar una vareta de grafit longitudinalment. Però els enllaços que connecten les capes horitzontals de carboni entre si són molt febles. Per tant, cada vegada que dibuixem un simple llapis sobre paper, hi queda una marca grisa. Aquesta és la capa de carboni.
Al·lotropia del sofre
La raó de la modificació del sofre també rau en les característiques de l'estructura interna de les molècules. La forma més estable és rombica. Els cristalls d'aquest tipus d'al·lotropia del sofre s'anomenen romboïdals. Cadascun d'ells està format per molècules en forma de corona, cadascuna de les quals inclou 8 àtoms. Segons les seves propietats físiques, el sofre ròmbic és un sòlid groc. No només no es dissol a l'aigua, sinó que ni tan sols se'n mulla. La calor i la conductivitat elèctrica són molt baixes.
L'estructura del sofre monoclínic està representada per un paral·lelepípede amb angles oblics. Visualment, aquesta substància s'assembla a les agulles de color groc fosc. Si el sofre es fon i després es posa en aigua freda, es forma la seva nova modificació. La seva estructura original es descompondrà en cadenes de polímers de diferents longituds. Així s'obté el sofre plàstic: una massa gomosa marró.
Modificacions del fòsfor
Els científics tenen 11 tipus de fòsfor. La seva al·lotropia es va descobrir gairebé per casualitat, com aquesta substància mateixa. A la recerca de la pedra filosofal, l'alquimista Brand va rebre un lluminóssubstància seca resultant de l'evaporació de l'orina. Era fòsfor blanc. Aquesta substància es caracteritza per una alta activitat química. N'hi ha prou amb augmentar la temperatura a 40 graus perquè el fòsfor blanc reaccioni amb l'oxigen i s'encengui.
Per al fòsfor, la causa de l'al·lotropia és un canvi en l'estructura de la xarxa cristal·lina. Només es pot canviar en determinades condicions. Així, augmentant la pressió i la temperatura en una atmosfera de diòxid de carboni, s'obté fòsfor vermell. Químicament, és menys actiu, per la qual cosa no es caracteritza per la luminescència. Quan s'escalfa, es converteix en vapor. Ho veiem cada vegada que encenem partits regulars. La superfície de la reixa només conté fòsfor vermell.
Per tant, l'al·lotropia és l'existència d'un element químic en forma de diverses substàncies simples. Es troba més sovint entre els no metalls. Es considera que les principals raons d'aquest fenomen són un nombre diferent d'àtoms que formen una molècula d'una substància, així com un canvi en la configuració de la xarxa cristal·lina.
