Alotropie je ... Definice pojmu a příčiny

Z našeho článku se dozvíte, co je alotropie.

Definice pojmu

Alotropie se týká fenoménu existence jednoho chemického prvku ve formě dvou nebo více jednoduchých látek. Jeho objevitel je správně považován za chemik a minerolog ze Švédska Jensa Berzeliuse. Alotropie je fenomén, který má mnoho společného s polymorfismem krystalů. To způsobilo spoustu diskusí mezi vědci. V současné době dospěli k závěru, že polymorfismus je charakteristický pouze pevnými jednoduchými látkami.

Příčiny alotropie

Vytvoření několika jednoduchých látek nemusí zahrnovat všechny chemické prvky. Schopnost alotropie je způsobena strukturou atomu. Nejčastěji se vyskytuje u prvků, které mají různý stupeň oxidace. Patří mezi ně polotovary a nekovy, inertní plyny a halogeny.

Alotropie může být způsobena několika důvody. Ty zahrnují odlišný počet atomů, pořadí jejich spojení s molekulou, rovnoběžnost elektronových spin, typ krystalové mřížky. Zvažte tyto typy alotropie na konkrétních příkladech.

Kyslík a ozon

Tento druh alotropie je příkladem toho, jak odlišný počet atomů jednoho chemického prvku určuje fyzikální a chemické vlastnosti vlastnosti hmoty. To platí i pro fyziologické účinky na živé organismy. Kyslík tedy sestává ze dvou atomů kyslíku, ozónu - tří.

Jaké jsou rozdíly mezi těmito látkami? Oba jsou plynné. Kyslík nemá barvu, chuť a vůni, je jeden a půlkrát lehčí než ozón. Tato látka je vysoce rozpustná ve vodě a při poklesu teploty se rychlost tohoto procesu zvyšuje pouze. Kyslík je nezbytný pro všechny organismy pro dýchání. Proto je tato látka zásadní.

Ozón je modrý. Jeho charakteristický pach cítil každý z nás po dešti. Je to ostré, ale hezké. Ve srovnání s kyslíkem je ozón chemicky aktivnější. Jaký je důvod? Během rozkladu ozonu se tvoří molekula kyslíku a volný kyslíkový atom. Okamžitě vstoupí reakce sloučeniny, vytváření nových látek.

Úžasné vlastnosti uhlíku

Ale počet atomů v molekule uhlíku zůstává vždy nezměněn. Kromě toho tvoří zcela odlišné látky. Nejběžnější modifikace uhlíku jsou diamant a grafit. První látka je považována za nejtěžší na planetě. Tato vlastnost je dána skutečností, že atomy v diamantu jsou vázány silnými kovalentními vazbami ve všech směrech. Společně tvoří trojrozměrnou síť čtyřstěn.

V grafitu jsou silné vazby tvořeny pouze mezi atomy umístěnými ve vodorovné rovině. Z tohoto důvodu je prakticky nemožné přerušit grafitovou tyč. Ale spojení, která spojují vodorovné vrstvy uhlíku mezi sebou, jsou velmi slabé. Proto pokaždé, když držíme tužku na papíře, na ní zůstane šedá stopa. Jedná se o vrstvu uhlíku.

Alotropie síry

Důvod modifikací síry spočívá také ve zvláštnostech vnitřní struktury molekul. Nejstabilnější forma je kosočtvercová. Krystaly tohoto druhu sírné alotropie se nazývají rhomboidal. Každá z nich je tvořena molekulami koruny, z nichž každá obsahuje 8 atomů. Podle jeho fyzikálních vlastností je kosočtverečná síra žlutá pevná látka. Nejenže se nerozpouští ve vodě, ale ani není smáčen. Parametry tepelné a elektrické vodivosti jsou velmi nízké.

Struktura monoklinické síry představuje rovnoběžnost se šikmými úhly. Vizuálně tato látka připomíná jehlu tmavě žluté barvy. Pokud se síra roztaví a pak se umístí do studené vody, vytvoří se nová modifikace. Jeho původní struktura se rozpadá na řetězce polymerů různých délek. Získávají plastovou síru - gumovou hmotu hnědé barvy.

Modifikace fosforu

Vědci mají 11 druhů fosforu. Jeho alotropie byla objevena téměř náhodou, jako samotná látka. Při hledání filozofického kamene dostal alchymista značku jako světelnou suchou látku v důsledku odpařování moči. Byl to bílý fosfor. Tato látka je charakterizována velkou chemickou aktivitou. Stačí, abychom zvýšili teplotu na 40 stupňů, takže bílý fosfor reaguje s kyslíkem a vznítí se.

Pro fosfor je příčinou alotropie změna struktury krystalové mřížky. Můžete je změnit pouze za určitých podmínek. Takže zvýšení tlaku a teploty v atmosféře oxidu uhličitého získávejte červený fosfor. Chemicky je méně aktivní, takže není typické, aby svítilo. Při zahřátí se změní na páru. Sledujeme to pokaždé a rozsvítíme obvyklé zápasy. Povrch povrchu obsahuje červený fosfor.

Takže alotropie je existencí jednoho chemického prvku ve formě několika jednoduchých látek. Nejčastěji se vyskytují mezi nekovy. Hlavními důvody tohoto jevu jsou různé počty atomů, které tvoří molekulu hmoty, stejně jako změnu konfigurace krystalové mřížky.