Шта је алотропија? Алотропија угљеника, хемије

Образовање:

Разлози разноврсности органских једињења -способност атома угљеника да формирају различите ланце и циклусе, повезујући једни друге. То је феномен изомере. А који је разлог за разноврсност једноставних неорганских супстанци? Испоставља се да се на ово питање може одговорити узимајући у обзир која је алотропија. Са овим природним феноменом у свету хемијских елемената повезан је постојање различитих облика једноставних једињења.

Шта је алотропија?

На ово питање можете одговорити на следећи начин. Овај феномен постојања истог хемијског елемента у облику неколико једноставних супстанци. То јест, ако ћелије у периодичној табели 118, то не значи да у природи има толико атома. Сваки од елемената (готово сви) има једну или више варијетета, или алотропске модификације.

Која је разлика између таквих супстанци? Разлози за овај феномен су два главна:

различити број атома у молекулу (састав алотропије);
неједнака структура кристалне решетке (облика алотропије).

Често је овај концепт повезан са термином.полиморфизам. Међутим, постоји разлика између њих. Шта је алотропија? То су модификације хемијског елемента у различите просте супстанце, без обзира на стање агрегације. Док је полиморфизам концепт који се односи само на чврсте кристалне супстанце.

Различите алотропске модификације једињењаприхваћено је да се латино слова именују пре њиховог имена. Алфа се увек ставља пред форму која има најмању тачку топљења, тачку кључања. Даље по абецедном реду и повећању индикатора, респективно.

Иако хемијски елемент у базиједноставне супстанце су исте, особине модификација значајно су различите једне од других, физичке и хемијске. Најједноставнији облик алотропних облика:

неметали (осим халогена и инертних гасова);
семиметала.

Алотропија метала је најмање истражена, поштоТакве модификације формирају нервозно, а не све. Укупно је данас познато више од 400 различитих облика једноставних супстанци. Што више оксидационих стања карактеришу елемент, то је већи број познатих алотропских модификација.

Модификације угљеника

Алотропија угљеника је најчешћаи живог примера који илуструје овај феномен. На крају крајева, овај елемент је способан за формирање неколико врста једињења која се разликују у структури кристалне решетке. Истовремено, формиране једноставне супстанце су тако поларне по својим својствима да остаје само да се изненаде одлукама природе.

Дакле, алотропија угљеника укључује следеће модификације.

Оно што је алотропија угљеника може се пратитина следећој форми, што је потпуно другачије од претходног. Ово је графит. Врло мекана супстанца која се лако може искупати и оставити карактеристичну ознаку на папиру. Због тога се користи за производњу оловака с слаткишима. Структура овог облика је слојевит шестоугаона. Везе између слојева су слабе, лако се сломе, густина супстанце је ниска. Графит се користи за производњу синтетичких дијаманата, као чврстог мазива, за производњу електрода, као пунила за пластику, као и за нуклеарне реакторе.
Фуллеренес - још један доказ за топостоји алотропија. Хемија ових једињења је слична оној од ароматичних угљоводоника. На крају крајева, њихова структура је представљена конвексним затвореним полиедрима који личи на фудбалску лопту. Фулерени се у технологији користе као полупроводници, за производњу суперпреводних једињења, као фоторезист и тако даље.
Лонсдалеит и церафит - још два кристалаалотропне карбонске модификације. Отворено релативно недавно. Особине су врло сличне дијаманту, у одсуству нечистоћа може бити чак и неколико пута теже.
Угаљ и чађ су аморфна алотропија супстанци. Користе се као гориво, мазива, филтери и тако даље. У погледу садржаја у природи, најчешће је свих модификација угљеника.

Диамонд

Најтеже од свега данас познатосупстанце, процењене на 10 тачака на Мохсовој скали. Кристални облик угљеника, чија структура има облик тетраедралних формација исправно повезаних у мрежу.

Дијамант је врло добар у дифузном светлу, што јеомогућава вам да га користите као накит (дијаманти). Због своје екстремне тврдоће, користи се за сечење и заваривање, бушење, полирање и брушење. До данас је производња вјештачких дијаманата кориштена у индустрији.

Остале сорте

Постоји и неколико других варијација овог елемента:

наноцеви;
нанопени;
астроренес;
нанофибри;
стакло карбон;
графене;
карабин;
нанопоцхки.

Непотврђени, али претпостављени облици постојања једноставних угљеничних једињења: хаоит, метални угљеник и ди-угљеник.

Кисеоничка алотропија

Овај неметални облик чини две једноставне супстанце:

кисеоник (у нормалним условима) чија је формула О₂;
гасовити озон, емпиријски одраз чији састав је О₃.

Очигледно је да је главни разлог за топостојање модификација - састав молекула. Нормални кисеоник је основа живота свих живих ствари (са изузетком анаеробне бактерије). Он је активан учесник у размјени гасова, извор енергије за све животне процесе. Хемијски, то је оксидационо средство, кроз који се спроводе многе реакције.

Озон се формира у природи или посебнимлабораторијске инсталације озонизатори из ваздушног кисеоника под дејством јаког пражњења електричне енергије. У природним условима - ово је муња. У малим дифузним концентрацијама има пријатан мирис свежине (након грмљавине увек се осећа у ваздуху). То је врло јак оксидант, белач, хемијски активан.

Модификације фосфора

Алотропија кисеоника је слична оној код фосфора. Такође има око 11 различитих модификација, различитих у броју атома у молекулу, а тиме и хемијског везивања и својстава. Постоје три стабилне форме, а остало, у природи, готово не постоји и распада.

Бели фосфор. Његова формула је П₄. Супстанца која подсећа на меку бијелу парафину или благо жућкаст. Једноставно се топи и претвара у отровни гас.
Црвени фосфор је пастозна маса са непријатним мирисом. Формула - П_н. Ово је структура полимера.
Црни фосфор је маса маст на додир који је црн у боји и уопће не раствара у води.

Металне модификације

Оно што је алотропија метала, може се наћи на примеру гвожђа. Постоји у облику:

алфа;
бета;
гама;
сигма облици

Свака се разликује од претходне структуре кристалне решетке и, сходно томе, његових својстава. На пример, алфа форма је феромагнетна и бета парамагнетна.

Генерално, од свих познатих метала, алотропске модификације чине укупно 27 хемијских елемената.

Аллотропи тин

Занимљиво јер је алфа форма сивапрах који постоји само на ниским температурама. Бета форма, с друге стране, је металик, сребрно бела, мекана и дуктилна. Постоји на високим температурама - до 161 ^оЦ. Једна форма лако се претвара у другу у природним условима, ако постоји разлика степена.