¿Qué es la alotropía? Allotropy de carbono, química

Razones para la diversidad de compuestos orgánicos -La capacidad de los átomos de carbono para formar varias cadenas y ciclos, que se conectan entre sí. Ese es el fenómeno de la isomería. ¿Y cuál es la razón de la variedad de sustancias inorgánicas simples? Resulta que esta pregunta puede responderse considerando qué es la alotropía. Es con este fenómeno natural en el mundo de los elementos químicos que la existencia de varias formas de compuestos simples está conectada.

¿Qué es la alotropía?

Puedes responder a esta pregunta de la siguiente manera. Este fenómeno de la existencia del mismo elemento químico en forma de varias sustancias simples. Es decir, si las celdas en la tabla periódica 118, esto no significa que haya tantos átomos en la naturaleza. Cada uno de los elementos (casi todos) tiene una o varias variedades, o modificaciones alotrópicas.

¿Cuál es la diferencia entre tales sustancias? Las razones de este fenómeno son dos principales:

• diferente número de átomos en la molécula (composición alotropía);
• Estructura desigual de la red cristalina (forma alotropía).

A menudo este concepto se asocia con el término.polimorfismo Sin embargo, hay una diferencia entre ellos. ¿Qué es la alotropía? Estas son modificaciones de un elemento químico en varias sustancias simples, independientemente del estado de agregación. Mientras que el polimorfismo es un concepto que se aplica sólo a las sustancias cristalinas sólidas.

Diversas modificaciones alotrópicas de los compuestos.Se acepta designar en letras latinas antes de su nombre. Alfa siempre se coloca antes de la forma que tiene el punto de fusión más bajo, el punto de ebullición. Además en orden alfabético y aumento de indicadores, respectivamente.

Aunque el elemento químico en la baseLas sustancias simples son las mismas, las propiedades de las modificaciones son significativamente diferentes entre sí, tanto físicas como químicas. La forma más simple de las formas alotrópicas:

• no metales (excepto halógenos y gases inertes);
• semimetales.

La alotropía de metales es la menos estudiada, ya queForman tales modificaciones de mala gana y no todas. En total, se conocen más de 400 formas diferentes de sustancias simples en la actualidad. Cuanto más característicos son los estados de oxidación de un elemento, mayor es el número de modificaciones alotrópicas que conoce.

Modificaciones de carbono

La alotropía de carbono es la más común.y un ejemplo vivo que ilustra el fenómeno bajo consideración. Después de todo, este elemento es capaz de formar varios tipos de compuestos que difieren en la estructura de la red cristalina. Al mismo tiempo, las sustancias simples formadas son tan polares en sus propiedades que solo queda por sorprenderse ante las decisiones de la naturaleza.

Así, la alotropía de carbono incluye las siguientes modificaciones.

1. ¿Qué es la alotropía de carbono se puede rastrear?En el siguiente formulario, que es completamente diferente al anterior. Esto es grafito. Una sustancia muy suave que puede desprenderse fácilmente y dejar una marca característica en el papel. Por lo tanto, se utiliza para la fabricación de lápices de pizarra simple. La estructura de esta forma es estratificada hexagonal. Las conexiones entre las capas son débiles, se rompen fácilmente, la densidad de la sustancia es baja. El grafito se utiliza para producir diamantes sintéticos, como lubricante sólido, para la fabricación de electrodos, como relleno para plásticos, así como en reactores nucleares.
2. Fullerenos - otra prueba de quehay alotropia La química de estos compuestos es similar a la de los hidrocarburos aromáticos. Después de todo, su estructura está representada por poliedros cerrados convexos que se parecen a un balón de fútbol. Los fullerenos se utilizan en tecnología como semiconductor, para la producción de compuestos superconductores, como fotoprotector, y así sucesivamente.
3. Lonsdaleite y cerafit - dos más cristalinosModificaciones alotrópicas del carbono. Abierto relativamente recientemente. Las propiedades son muy similares al diamante, en ausencia de impurezas, incluso pueden ser varias veces más difíciles.
4. El carbón y el hollín son alotropías amorfas de sustancias. Se utiliza como combustible, lubricantes, filtros y así sucesivamente. De acuerdo con el contenido en la naturaleza, la más común de todas las modificaciones de carbono.

Diamante

El más duro de todos conocido hoy.Sustancias, estimadas en 10 puntos en la escala de Mohs. La forma cristalina del carbono, cuya estructura tiene la forma de formaciones tetraédricas correctamente interconectadas en una red.

Un diamante es muy bueno en la difusión de la luz, quele permite utilizarlo como una joyería (diamantes). Debido a su extrema dureza, se utiliza para cortar y soldar, taladrar, pulir y lijar. Hoy en día, se ha establecido la producción de diamantes artificiales utilizados en la industria.

Otras variedades

También hay varias otras variaciones de este elemento:

• nanotubos;
• nanopenes;
• astrolens
• nanofibras;
• vidrio carbono
• grafenos;
• carbin
• nanopochki.

Formas no confirmadas pero supuestas de existencia de compuestos de carbono simples: chaoite, carbon metálico y di-carbon.

Alotropia de oxigeno

Este no metal forma dos sustancias simples:

• gas oxígeno (en condiciones normales) cuya fórmula es O₂;
• ozono gaseoso, un reflejo empírico de cuya composición es O₃.

Obviamente, la principal razón de esto esExistencia de modificaciones - La composición de la molécula. El oxígeno normal es la base de la vida de todos los seres vivos (con la excepción de las bacterias anaeróbicas). Es un participante activo en el intercambio de gases, una fuente de energía para todos los procesos de la vida. Químicamente, es un agente oxidante, a través del cual se llevan a cabo muchas reacciones.

El ozono se forma en la naturaleza o especial.Instalaciones de laboratorio: ozonizadores de oxígeno del aire bajo la acción de una fuerte descarga de electricidad. En condiciones naturales - esto es un rayo. En concentraciones difusas bajas, tiene un agradable aroma a frescura (después de una tormenta eléctrica, siempre se siente en el aire). Es un agente oxidante muy fuerte, blanqueador, químicamente activo.

Modificaciones del fósforo

La alotropía del oxígeno es similar a la del fósforo. También tiene aproximadamente 11 modificaciones diferentes, que difieren en el número de átomos en la molécula y, por lo tanto, en los enlaces químicos y sus propiedades. Hay tres formas estables y el resto, en la naturaleza, casi inexistentes y en descomposición.

1. Fósforo blanco Su formula es p₄. Una sustancia que se asemeja a una parafina suave blanca o ligeramente amarillenta. Se derrite fácilmente, convirtiéndose en un gas venenoso.
2. El fósforo rojo es una masa pastosa con un olor desagradable. Fórmula - P_n. Esta es una estructura de polímero.
3. El fósforo negro es una masa aceitosa que es negra y completamente insoluble en agua.

Modificaciones de metal

Lo que es alotropía de metales, se puede encontrar en el ejemplo del hierro. Existe en la forma:

• alfa
• beta
• gamma
• formas sigma

Cada una difiere de la estructura anterior de la red cristalina y, en consecuencia, por sus propiedades. Por ejemplo, la forma alfa es ferromagnética y la beta paramagnética.

En general, de todos los metales conocidos, las modificaciones alotrópicas forman un total de 27 elementos químicos.

Lata de alotropía

Interesante porque la forma alfa es gris.Polvo que existe solo a bajas temperaturas. La forma beta, por otro lado, es metálica, blanca plateada, suave y dúctil. Existe a altas temperaturas - hasta 161 ^oC. Una forma cambia fácilmente a otra en condiciones naturales, si hay una diferencia de grado.