Allotropi nedir? Karbon allotropisi, kimyası

Çeşitli organik bileşiklerin nedenleri -Karbon atomlarının birbiriyle bağlantı kurarak çeşitli zincirler ve çevrimler oluşturma yeteneği. Yani, izomerizm olgusu. Ve basit inorganik maddelerin çeşitliliğinin sebebi nedir? Bu sorunun allotropinin ne olduğu göz önüne alınarak yanıtlanabileceği ortaya çıkıyor. Kimyasal elementler dünyasında bu doğal fenomenle, basit bileşiklerin çeşitli biçimlerinin varlığı ilişkilidir.

Allotropi nedir?

Bu soruyu bu şekilde cevaplayabilirsiniz. Bu fenomen, aynı kimyasal elementin birkaç basit madde şeklinde varlığıdır. Yani, eğer periyodik tablo 118'deki hücreler varsa, o zaman bu, atomların doğasında da çok sayıda atom olduğu anlamına gelmez. Her elemanın (hemen hemen hepsi) bir veya daha fazla çeşidi veya allotropik modifikasyonları vardır.

Bu maddeler arasındaki fark nedir? Bu fenomenin nedenleri ana iki:

• moleküldeki farklı sayıda atom (bileşimin allotropisi);
• kristal kafesin eşit olmayan yapısı (form allotropi).

Çoğu zaman bu kavram terimi ile ilişkilidirpolimorfizmi. Ancak, aralarında bir fark var. Allotropi nedir? Bu, kimyasal elementin, agrega durumunun durumuna bakılmaksızın, farklı basit maddelerdeki bir modifikasyonudur. Polimorfizm sadece katı kristalin maddelere uygulanan bir kavram iken.

Bileşiklerin çeşitli allotropik modifikasyonlarıLatin harflerini isminden önce kullanmak alışılmış bir şeydir. Alfa, daima minimum erime noktasına sahip olan kaynama noktasından önce yerleştirilir. Ayrıca alfabetik sırayla ve buna göre göstergelerin artması.

Tabanda kimyasal element olmasına rağmenBir ve aynı basit maddeler, birbirinden önemli ölçüde farklı fiziksel ve kimyasal hem modifikasyonlar özellikleri. En kolay yolu allotropik formları oluşturmak için:

• metal olmayanlar (halojenler ve inert gazlar hariç);
• yarımetaller.

Metallerin allotropisi en az incelenmiştir,isteksizce ve hiç de olsa bu tür değişiklikleri yaparlar. Toplamda, 400'den fazla farklı basit madde türü bilinmektedir. Daha fazla oksidasyon derecesi bir element için karakteristiktir, bilinen allotropik modifikasyonların sayısı o kadar yüksektir.

Karbon modifikasyonları

Karbon allotropisi en yaygın olanıdırve göz önüne alınan fenomeni gösteren canlı bir örnek. Sonuçta, bu eleman kristal kafes yapısında farklı olan çeşitli bileşikler oluşturabilir. Ortaya çıkan basit maddeler, özelliklerinde öyle polardır ki, doğadaki çözümlere şaşıracak şekilde kalır.

Dolayısıyla, karbon allotropisi aşağıdaki değişiklikleri içerir.

1. Karbonun allotropisi nasıl izlenebilir veBir önceki formdan radikal olarak farklı olan bir sonraki formda. Bu grafit. Kolayca soyulabilen ve kağıt üzerinde karakteristik bir iz bırakabilen çok yumuşak bir madde. Bu nedenle, basit kurşun kalemlerin üretimi için kullanılır. Bu formun yapısı altıgen katmanlı. Ara tabakalar arasındaki bağlar zayıf, kolayca yırtılmış, madde yoğunluğu düşüktür. Nükleer reaktörlerde olduğu gibi, plastik dolgu maddesi olarak, elektrotların üretimi için katı bir yağlayıcı olarak sentetik elmasların üretimi için kullanılan grafit.
2. Fullerenler bir başka kanıttır.allotropi var. Bu bileşiklerin kimyası aromatik hidrokarbonlarınkine benzer. Sonuçta, yapıları bir futbol topu andıran dışbükey kapalı polyhedra ile temsil edilir. Fullerenler, fotoresist ve benzeri gibi süperiletken bileşiklerin üretimi için bir yarı iletken olarak mühendislikte kullanılır.
3. Lonsdaleite ve ceraffite - iki kristal dahakarbonun allotropik modifikasyonları. Nispeten yakın zamanda keşfedildi. Özellikleri elmas ile çok benzerdir, kirliliklerin yokluğunda bile birkaç kat daha zor olabilir.
4. Kömür ve kurum, amorf allotropik maddelerdir. Yakıt, yağlayıcı, filtre ve benzeri olarak kullanılır. Doğada içerik olarak, karbonun tüm modifikasyonlarının en yaygın olanı.

elmas

Bugün için bilinen en zorMohs ölçeğinde 10 noktada tahmin edilen maddeler. Birbirine düzgün şekilde bağlanmış tetrahedral formasyonlar formuna sahip olan karbonun kristal formu.

Bir elmas ışığı çok iyi dağıtabilir,Takı olarak kullanmanıza izin verir (elmas). Aşırı sertliği nedeniyle, kesme ve kaynaklama, delme, parlatma ve taşlama için kullanılır. Bugüne kadar sanayide kullanılan yapay elmasların üretimi kurulmuştur.

Diğer çeşitleri

Bu öğenin birkaç çeşidi de vardır:

• nanotupler;
• nanofoam;
• Astrolite;
• nanolifler;
• camsı karbon;
• grafit;
• karabina;
• nanobuds.

Doğrulanmamış, ancak basit karbon bileşiklerinin varoluş biçimleri: kaot, metal karbon ve karbondioksit.

Oksijen allotropisi

Bu metal olmayan iki basit madde oluşturur:

• gaz oksijeni (normal şartlar altında);₂;
• gaz halindeki ozon, bileşiminin O'nun ampirik yansıması₃.

Açıkçası, burada ana sebepmodifikasyonların varlığı - molekülün bileşimi. Sıradan oksijen, tüm canlıların yaşamının temelidir (anaerobik bakteriler hariç). Tüm yaşam süreçleri için bir enerji kaynağı olan gaz alışverişinde aktif bir katılımcıdır. Kimyasal olarak, birçok reaksiyonun gerçekleştirildiği bir oksitleyicidir.

Ozon doğada veya özel olarak oluşurgüçlü bir elektrik deşarjı etkisi altında hava oksijenlerinin ozonizer laboratuvar tesisatları. Doğal koşullarda, bu yıldırımdır. Düşük dağılmış konsantrasyonlarda hoş bir hoş koku kokusu vardır (fırtınadan sonra her zaman havada hissedilir). Kimyasal olarak aktif olan çok güçlü bir oksitleyici, ağartıcıdır.

Fosfor modifikasyonları

Oksijen allotropisi fosforunkine benzer. Ayrıca, moleküldeki atom sayılarına ve bu nedenle kimyasal bağ ve özelliklere göre yaklaşık 11 farklı modifikasyona sahiptir. Üç sabit form vardır ve geri kalanı, doğada, pratik olarak meydana gelmez ve çürümez.

1. Beyaz fosfor. Onun P formülü₄. Beyaz veya hafif sarımsı renkli bir yumuşak parafine benzeyen bir madde. Kolayca eriyen, zehirli bir gaza geçiş.
2. Kırmızı fosfor, hoş olmayan bir kokuya sahip macun benzeri bir kitledir. Formül - P_n. Bu bir polimer yapısıdır.
3. Siyah fosfor, suda tamamen siyah ve çözünmez olan dokunma kütlesine yağlıdır.

Metallerin modifikasyonları

Metallerin allotropisi nedir, demir örneğinden öğrenebilirsiniz. Formda bulunur:

• a;
• p;
• y;
• Sigma şekli.

Her biri kristal kafesin önceki yapısından ve buna bağlı olarak özelliklerinden farklıdır. Örneğin, alfa-formu ferromanyetik ve beta-paramanyedir.

Genel olarak, bilinen tüm metallerden allotropik modifikasyonlar sadece 27 kimyasal elementi oluşturur.

Teneke allotrop

İlginç bir şekilde, alfa formu griSadece düşük sıcaklıklarda bulunan bir toz. Aksine, beta-formu metal, gümüş-beyaz, yumuşak ve plastiktir. Yüksek sıcaklıklarda mevcut - 161'e kadar ^yaklaşıkC. Bir biçim, eğer bir degrade farkı varsa, doğal koşullar altında diğerine kolaylıkla geçer.