ALLOTROPIA: ALLOTROP TRANSZFORMÁCIÓ ÉS FŐ ELEMEK - KÉMIA - 2026

A kémiai alotropía az a tulajdonság, amely bizonyos kémiai elemekkel rendelkezik, amelyek többféle formában vannak jelen, de az anyag ugyanazon állapotában. Az elemek szerkezete változhat molekuláris elrendezésüktől és kialakulásuk körülményeitől, például nyomástól és hőmérséklettől függően.

Csak az kémiai elemek esetében az allotropy szót használják, megjelölve az egyes lehetőségeket, amelyekkel az elem megtalálható ugyanabban a fázisban, mint az allotrop; mivel a különféle kristályos szerkezetű vegyületekre ez nem vonatkozik; ebben az esetben polimorfizmusnak nevezzük.

Más esetek is ismertek, például az oxigén, amelyekben az allotropia az anyag atomszámának változásaként fordulhat elő. Ebben az értelemben van ezen elem két allotrópja, amelyek jobban ismertek oxigén (O ₂) és ózon (O ₃) néven.

Allotropikus transzformáció

Mint korábban említettük, az allotropok ugyanazon elem megtalálásának különböző módjai, tehát szerkezetének ilyen változása miatt ezek a fajok eltérő fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek.

Hasonlóképpen, az egyik elem és a másik közötti allotrop transzformáció az atomok molekulán belüli elrendezésének útján történik; vagyis az a forma, amelyből a link származik.

Ez az eltérés az egyik allotróp között különböző okok miatt fordulhat elő, például a nyomás, hőmérséklet és még az elektromágneses sugárzás, például a fény előfordulásának megváltozásakor.

Ha egy kémiai anyag szerkezete megváltozik, viselkedése is megváltozhat, megváltoztatva olyan tulajdonságokat, mint például elektromos vezetőképessége, keménysége (szilárd anyagok esetében), olvadás- vagy forráspontja, sőt olyan fizikai tulajdonságai, mint a színe.

Ezenkívül az allotropia kétféle lehet:

- Monotróp, ha az egyik elem szerkezete nagyobb stabilitással rendelkezik, mint a többi, minden körülmények között.

- Enantropikus, amikor a különböző struktúrák különböző körülmények között stabilak, de bizonyos nyomásokon és hőmérsékleteken visszafordítható módon képesek átalakulni a másikra.

Fő allotropikus elemek

Bár a periódusos rendszerben több mint száz ismert elem található, nem mindegyiknek van allotrop alakja. Az alábbiakban ismertetjük a legismertebb allotrópokat.

Szén

A természetben ez a nagyon bőséges elem képviseli a szerves kémia alapját. Ennek számos alotróp faja ismeretes, amelyek közül kiemelkedik a gyémánt, grafit és más, amelyek az alábbiakban kitettek lesznek.

gyémánt

A gyémánt molekuláris elrendezést mutat tetraéderes kristályok formájában, amelyek atomjai egyes kötésekkel kapcsolódnak; ez azt jelenti, hogy sp ³ hibridizációval vannak elrendezve.

Grafit

A grafit egymást követő szénlemezekből áll, amelyek atomjai hatszögletű szerkezetekben kettős kötésekkel kapcsolódnak; vagyis sp ² hibridizációval.

Carbino

A fent említett két fontos alotróp mellett, amelyek közül a legismertebb a szén, vannak olyanok is, mint a karbén (lineáris acetilénszénként is ismert, LAC), ahol atomjai lineáris módon vannak elrendezve hármas kötésekkel; vagyis sp hibridizációval.

Egyéb

- Grafén, amelynek szerkezete nagyon hasonló a grafit szerkezetéhez).

- Fulleren vagy buckminsterfullerene, más néven buckyball, amelynek szerkezete hatszögletű, de atomjai gyűrű alakban vannak elrendezve.

- Szén nanocsövek, hengeres alakú.

- Amorf szén, kristályos szerkezet nélkül.

Kén

A kénnek több, az általánosnak tartott allotróp is van, mint például a következők (meg kell jegyezni, hogy ezek mindegyike szilárd állapotban van):

Rombás kén

Amint a neve is sugallja, kristályszerkezete nyolcszögletű rombákból áll, és α-kén néven is ismert.

Monoklinikus kén

Β-kén néven ismert, nyolc kénatomból álló prizma alakú.

Olvadt kén

Prizmás kristályokat állít elő, amelyek bizonyos hőmérsékleten stabilak, színtelen tűket képeznek.

Műanyag kén

Kénnek is nevezik, amorf szerkezetű.

Folyékony kén

Viszkozitásjellemzői a legtöbb elemmel ellentétesek, mivel ebben az allotrópban a hőmérséklet növekedésével növekszik.

mérkőzés

Ez a nemfémes elem a természetben általában más elemekkel kombinálva megtalálható, és számos kapcsolódó allotrop anyaggal rendelkezik:

Fehér foszfor

Ez egy szilárd anyag, tetraéderes kristályszerkezettel, és katonai területen is alkalmazható, sőt vegyi fegyverként is felhasználható.

Fekete foszfor

A legnagyobb stabilitással rendelkezik az elem allotropjai között, és nagyon hasonló a grafénhez.

Vörös foszfor

Amorf szilárd anyagot képez, redukáló tulajdonságokkal, de nincs toxikus.

Foszfor

Amint a neve is sugallja, két foszfor atomból áll, és ennek az elemnek gáznemű formája.

Lila foszfor

Ez egy szilárd anyag, kristályszerkezettel, monoklinikus molekuláris elrendezéssel.

Scarlet foszfor

Szilárd amorf szerkezet.

Oxigén

Annak ellenére, hogy a Föld légkörének egyik leggyakoribb eleme és az univerzum egyik leggazdagabb eleme, kevés ismert allotrópja van, amelyek közül kiemelkedik a dioxigén és a trioxigén.

dioxigénnel

A dioxigént jobban ismerték az oxigén egyszerű elnevezésével, amely egy gáznemű anyag, amely nélkülözhetetlen a bolygó biológiai folyamatainak.

Trioxygen

A trioxigént inkább egyszerűen ózonnak nevezik, egy nagyon reaktív allotróp, amelynek leghíresebb funkciója a Föld légkörének a külső sugárzás forrásaitól való védelme.

Tetraoxygen

Szilárd fázist képez, trigonális szerkezettel, metastabilitással.

Egyéb

Hat másik szilárd faj létezik, amelyek oxigént képeznek, különböző kristályszerkezettel.

Ugyanígy vannak olyan elemek, mint például a szelén, a bór, a szilícium, amelyek különféle allotrópokat tartalmaznak, és amelyeket kisebb vagy nagyobb mélységgel vizsgáltak.

Irodalom

1. Wikipedia. (Sf). Allotrópia. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről
2. Chang, R. (2007). Kémia, kilencedik kiadás. Mexikó: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (második). Allotrópia. Visszakeresve a britannica.com webhelyről
4. ThoughtCo. (Sf). Allotrope meghatározás és példák. Helyreállítva a thinkco.com webhelyről
5. Ciach, R. (1998). Fejlett könnyűötvözetek és kompozitok. A (z) books.google.co webhelyről szerezhető be