از مقاله ما خواهید آموخت که آلوتروپی چیست. این مفهوم در طبیعت گسترده است. به عنوان مثال، اکسیژن و ازن موادی هستند که فقط از عنصر شیمیایی اکسیژن تشکیل شده اند. چه طور ممکنه؟ بیایید آن را با هم بفهمیم.
تعریف مفهوم
آلوتروپی پدیده وجود یک عنصر شیمیایی به شکل دو یا چند ماده ساده است. ینس برزلیوس، شیمیدان و کانی شناس از سوئد، کاشف آن در نظر گرفته می شود. آلوتروپی پدیده ای است که اشتراکات زیادی با چندشکلی کریستالی دارد. این موضوع باعث ایجاد بحث های طولانی در بین دانشمندان شد. در حال حاضر، آنها به این نتیجه رسیده اند که پلی مورفیسم فقط برای مواد جامد ساده مشخص است.
علل آلوتروپی
همه عناصر شیمیایی نمی توانند چندین ماده ساده را تشکیل دهند. توانایی آلوتروپی به دلیل ساختار اتم است. اغلب در عناصری رخ می دهد که دارای مقدار متغیر حالت اکسیداسیون هستند. اینها شامل نیمه و غیر فلزات، گازهای بی اثر و هالوژن هستند.
آلوتروپی می تواند به دلایل مختلفی باشد. اینها شامل تعداد متفاوت اتم ها، ترتیب اتصال آنها به یک مولکول، موازی بودن اسپین های الکترون، نوعشبکه کریستالی بیایید این نوع آلوتروپی را با استفاده از مثال‌های خاص در نظر بگیریم.
اکسیژن و ازن
این نوع آلوتروپی مثالی است از اینکه چگونه تعداد متفاوتی از اتم های یک عنصر شیمیایی خواص فیزیکی و شیمیایی یک ماده را تعیین می کند. این همچنین در مورد تأثیر فیزیولوژیکی بر موجودات زنده صدق می کند. بنابراین، اکسیژن از دو اتم اکسیژن، ازن - از سه اتم تشکیل شده است.
تفاوت این مواد چیست؟ هر دو گازی هستند. اکسیژن رنگ، طعم و بو ندارد، یک و نیم برابر سبک تر از ازن است. این ماده در آب بسیار محلول است و با کاهش دما سرعت این فرآیند فقط افزایش می یابد. اکسیژن برای همه موجودات زنده برای تنفس مورد نیاز است. بنابراین، این ماده حیاتی است.
ازون آبی است. هر کدام از ما بوی خاص آن را بعد از باران احساس کردیم. خشن است، اما کاملا دلپذیر است. ازن در مقایسه با اکسیژن واکنش پذیرتر است. دلیل ش چیه؟ هنگامی که ازن تجزیه می شود، یک مولکول اکسیژن و یک اتم اکسیژن آزاد تشکیل می شود. بلافاصله وارد واکنش های ترکیبی می شود و مواد جدیدی تشکیل می دهد.
خواص شگفت انگیز کربن
اما تعداد اتم های یک مولکول کربن همیشه ثابت می ماند. در عین حال، مواد کاملاً متفاوتی را تشکیل می دهد. رایج ترین اصلاحات کربن الماس و گرافیت است. اولین ماده سخت ترین ماده روی این سیاره در نظر گرفته می شود. این خاصیت به این دلیل است که اتم های الماس با پیوندهای کووالانسی قوی در همه جهات متصل هستند. آنها با هم یک شبکه سه بعدی از چهار وجهی را تشکیل می دهند.
در گرافیت، پیوندهای قوی فقط بین اتم های واقع در یک صفحه افقی ایجاد می شود. به همین دلیل، شکستن میله گرافیتی از طول تقریبا غیرممکن است. اما پیوندهایی که لایه های افقی کربن را به یکدیگر متصل می کنند بسیار ضعیف هستند. بنابراین، هر بار که یک مداد ساده را روی کاغذ می کشیم، یک علامت خاکستری روی آن باقی می ماند. این لایه کربن است.
آلوتروپی گوگرد
دلیل تغییر گوگرد نیز در ویژگی های ساختار داخلی مولکول ها نهفته است. پایدارترین شکل لوزی است. بلورهای این نوع آلوتروپی گوگرد را لوزی می نامند. هر یک از آنها توسط مولکول های تاجی شکل که هر یک شامل 8 اتم است تشکیل شده است. گوگرد لوزی با توجه به ویژگی های فیزیکی اش جامد زرد رنگ است. نه تنها در آب حل نمی شود، بلکه حتی توسط آن خیس نمی شود. رسانایی گرما و الکتریکی بسیار کم است.
ساختار گوگرد مونوکلینیک با یک موازی شکل با گوشه های مورب نشان داده می شود. از نظر بصری، این ماده شبیه سوزن های زرد تیره است. اگر گوگرد ذوب شود و سپس در آب سرد قرار گیرد، اصلاح جدید آن ایجاد می شود. ساختار اصلی آن به زنجیره های پلیمری با طول های مختلف تجزیه می شود. به این ترتیب گوگرد پلاستیکی به دست می آید - یک توده لاستیکی قهوه ای.
تغییرات فسفر
دانشمندان ۱۱ نوع فسفر دارند. آلوتروپی آن تقریباً به طور تصادفی مانند خود این ماده کشف شد. در جستجوی سنگ فیلسوف، برند کیمیاگر یک نور درخشان دریافت کردماده خشک ناشی از تبخیر ادرار. فسفر سفید بود. این ماده با فعالیت شیمیایی بالا مشخص می شود. کافی است دما را تا 40 درجه افزایش دهید تا فسفر سفید با اکسیژن واکنش داده و مشتعل شود.
برای فسفر، علت آلوتروپی تغییر در ساختار شبکه کریستالی است. فقط تحت شرایط خاصی قابل تغییر است. بنابراین با افزایش فشار و دما در اتمسفر دی اکسید کربن، فسفر قرمز به دست می آید. از نظر شیمیایی، کمتر فعال است، بنابراین با لومینسانس مشخص نمی شود. وقتی گرم می شود به بخار تبدیل می شود. این را هر بار که کبریت های معمولی روشن می کنیم، می بینیم. سطح رنده فقط حاوی فسفر قرمز است.
پس آلوتروپی وجود یک عنصر شیمیایی به شکل چند ماده ساده است. اغلب در میان غیر فلزات یافت می شود. دلایل اصلی این پدیده تعداد متفاوت اتم‌هایی است که یک مولکول یک ماده را تشکیل می‌دهند و همچنین تغییر در پیکربندی شبکه بلوری.
