מהו אלוטרופיה? allotrope של פחמן, כימיה

מגוון סיבות של תרכובות אורגניות - היכולת ליצור אטומים שרשראות מחזורי פחמן שונים כרוכים זה בזה. זוהי תופעה של איזומריה. וסיבת המגוון פשוט חומרים אורגניים? מתברר כי ניתן לענות על שאלה זו על ידי בהתחשב במה אלוטרופיה. זוהי תופעה טבעית עם זה בעולם של יסודות כימיים לאגד את קיומו של צורות שונות של תרכובות פשוטות.

מהו אלוטרופיה?

מענה לשאלה זו יכולה להיות כל כך. תופעה זו היא קיומו של אותו היסוד הכימי בצורת מספר חומרים פשוטים. כלומר, אם התא 118 בטבלה המחזורית, זה לא אומר את אותו מספר של אטומים בטבע. כל האלמנטים (כמעט כולם) יש אחד או יותר סוגים, או שינויים allotropic.

מהו חומרים כאלה שונים? הסיבות לתופעה נדונה בעצם שתי:

• מספר שונה של אטומים במולקולה (אלוטרופיה רכב);
• מבנה סריג שוויוני (אלוטרופיה טופס).

לעתים קרובות את המושג קשור פולימורפיזם הטווח. עם זאת, יש הבדל ביניהם. מהו אלוטרופיה? שינוי זה של היסודות הכימיים חומרים פשוטים שונים, בין אם זה בכל מצב הצבירה. בעוד פולימורפיזם - מושג זה ישים רק מוצק חומרים גבישיים.

שונים שינויים allotropic בדרך כלל תרכובות כונה על ידי אותיות לטיניות השם. אלפא מושם תמיד מול הטופס, שבו יש טמפרטורת התכת מינימום של רתיחה. בהמשך האלפבית ועלייה בביצועים, בהתאמה.

למרות היסוד הכימי בסיס חומר פשוט הזהים, שינויי המאפיינים שונים משמעותי זה מזה, ושניהם פיסיקלי וכימי. הדרך הקלה ביותר כדי ליצור את הצורות allotropic:

• אי-מתכות (למעט הלוגנים וגזים אצילים);
• Semimetals.

לפחות אלוטרופיה מתכות לומדות מאז הם יוצרים שינויים כאלה מסרבים ולא כל. סה"כ עד כה יש יותר מ 400 צורות שונות של חומרים פשוטים. המאפיין חמצון יותר של המרכיב, כך גדל מספר שינויים allotropic הידועים לה.

שינויי פחמן

allotrope של פחמן - הוא הדוגמא הנפוצה והבולטת ביותר הממחישה את התופעה נדונה. אחרי הכל, האלמנט הזה הוא מסוגל להרכיב כמה סוגים של המבנה הגבישי שונים תרכובות. בתמונה זו של חומר פשוט הפכים מוחלטים כאלה תכונותיהם שהחלטות נותרים לתהות הטבע.

לפיכך, allotrope של פחמן כולל את השינויים הבאים.

1. מהו allotrope של פחמן, ניתן לייחס וליד צורתו, השונה מהותית מזו הקודמת. גרפיט זה. מאוד רך חומר, אשר יכול להתקלף בקלות ולהשאיר חותם ייחודי על הנייר. לכן, השימוש בו לייצור ידיות הם עפרונות פשוטים. המבנה של צורה זו - שכבתי המשושה. חיבורים בין שכבות חלשות, נקרע בקלות, חומר צפיפות נמוכה. גרפיט משמש לייצור יהלומים סינטטיים כמו הסיכה המוצקה, לייצור אלקטרודות כמו פלסטיק מילוי, ואת בכורים גרעיניים.
2. פולרנים - הוכחה נוספת כי יש אלוטרופיה. כימיה של תרכובות אלה דומה לזו של פחמימנים ארומטיים. בגלל המבנה שלהם הוא פאונים סגורים קמורים, דומים לכדור כדורגל. פולרנים מוחלים כמו מוליכים למחצה באמנות לייצור תרכובות מוליכות כמו photoresist ואחרים.
3. tserafit Lonsdalite ו - שני שינויי allotropic גבישים נוספים של פחמן. זה התגלה יחסית לאחרונה. לפי מאפיינים מאוד דומים יהלום, בהעדר הזיהומים יכול להיות אפילו יותר קשה פי כמה.
4. פחם ופיח - אלוטרופיה חומרים אמורפיים. משמש כדלק, שמנים, מסננים וכן הלאה. על פי התוכן באופי הנפוץ ביותר של כל השינויים של פחמן.

יהלום

יותר מכל קשה חומרים הידועים עד כה, מוערך ב 10 נקודות על בסולם מוס. צורה גבישית של פחמן, אשר המבנה הוא של הטופס מחוברים כראוי ישויות רשת tetrahedral.

היהלום הוא מאוד טוב מסוגל לפזר אור, זה יכול לשמש תכשיטים (יהלומים). בשל קשיות הקיצונית שלה, משמשת לחיתוך וריתוך, קידוח, ליטוש, השחזה. היום השיקה את הייצור של יהלומים מלאכותיים המשמשים בתעשייה.

מינים אחרים

כמו כן, ישנם מספר סוגים של אלמנט זה:

• צינורות;
• nanofoam;
• Astrolite;
• nanofibers;
• מזוגג;
• גרפיט;
• קרבין;
• nanobuds.

צורות סבירות, אבל משוערות של קיום של תרכובות פחמן פשוטות: chaoit, פחמן והמתכת dicarbon.

חמצן אלוטרופיה

זה יוצר שני חומר אל מתכת פשוטה:

• גז חמצן (ב תנאים נורמליים), הנוסחה של אשר O _2;
• גז אוזון, בהרכב האמפירי אשר השתקפות O _3.

ברור כי כאן היא הסיבה העיקרית לקיומו של שינויים - המולקולה. חמצן רגיל - בסיס החיים של כל היצורים החיים (למעט חיידקים אנאירוביים). הוא משתתף פעיל חילופי גז, מקור האנרגיה לכל תהליכי החיים. מבחינה כימית - חמצון, לפיה ריבוי התגובות מתבצע.

האוזון נוצר בטבע או חמצן אוזונטורי ציוד מעבדה מיוחדת מהאוויר על ידי התפרקות חשמלית חזקה. בתנאים טבעיים - זה ברק. בריכוזים נמוכים של עקבות יש לו טרי ריח נעים (אחרי הסערה תמיד הרגישה באוויר). זהו מחמצן חזק מאוד, אקונומיקה, כימית פעילה.

שינוי זרחן

חמצן אלוטרופיה דומה לזה של זרחן. כמו כן, יש בערך 11 שינויים שונים הנבדלים מספר האטומים במולקולה, ולכן, קשר כימי ומאפיינים. ישנן שלוש צורות יציבות, וכל השאר, באופי כמעט אינו מתרחש, ונרקב.

1. זרחן לבן. זה פורמולה F _4. חומר הדומה פרפין לבן רך או צבע צהבהב במקצת. קל להמס, הופך גז רעיל.
2. זרחן אדום - משחה, אשר יש ריח לא נעים. פורמולה - P _n. מבנה הפולימר הזה.
3. זרחן שחור - שמנוני למשקל מגע, שהוא בצבע שחור ו מסיס לחלוטין במים.

שינוי מתכת

מהו אלוטרופיה מתכות, ניתן למצוא באתר את הדוגמה של ברזל. זה קיים בצורה של:

• אלפא;
• בטא;
• גמא;
• צורת סיגמא.

כל שונה מהמבנה הקודם של הסריג הגבישי, ולפיכך מאפיינים. לדוגמה, אלפא-צורה - ferromagnetichna ו -paramagnetik בטא.

באופן כללי, כל המתכות הידועות מפני שינוי allotropic להקים סך של 27 יסודות כימיים.

פח אלוטרופיה

מעניין בכך שהיא צורת אלפא - אבקה אפורה, והיא מתקיימת רק בטמפרטורות נמוכות. בטא-צורה, ומצד שני, מתכת, כסוף לבן, רך רקיע. יש ביצועי טמפרטורה גבוהה - עד 161 ° ^C. טופס אחת מומר בקלות למשנהו in vivo, אם טיפה תואר.