Алотропска модификација

Из Википедије, слободне енциклопедије
(преусмерено са Alotropska modifikacija)
Dijamant i grafit dve alotropske modifikacije ugljenika: čiste forme istog elementa, koje se razlikuju po strukturi.

Алотропска модификација неког елемента је појава која се дешава када се неки елемент јавља у више облика који се разликују по броју атома у молекулу или структурној формули молекула.[1][2]

Историја[уреди]

Прву идеју о алотропији предложио је 1841. године шведски научник Јакоб Берлиуз (1779—1848).[3] Израз алотропија потиче од грчке речи allotropia, што значи различитост, променљивост.[4] Након прихватања Авогардовог закона 1860. године било је јасно да елементи могу постојати као вишеатомни молекули, и два алотропа кисеоника су признати (О2 и О3).[3] На почетку 20. века откривено је да и други елементи као што је угљеник имају алотропе због разлика у кристалној структури.

1912. године Оствалд, немачки хемичар, приметио је да је алотропија елемената само посебан случај полиморфизма тих супстанци, и одлучио да прекине употребу израза "алотропија" и уместо тога користи изразе "полиморф" и "полиморфизам". Иако су многи хемичари прихватили овај савет и понављали га другима, ИУПАЦ и већина књига о хемији и даље користи термин алотропије.[5]

Разлике између особина алотропа једног елемента[уреди]

Алотропи су различите форме истог елемента и могу да искажу веома различите физичке особине и хемијске реакције и понашања. Разлика између алотропских форми базира се на истим силама које утичу и на друге структуре, на пример светло, притистак и температура. Стабилност неких алотропа зависи од услова средине. На пример, гвожђе се мења од ферита до аустенита изнад 906 °C. Калај у трансформацији прелази из металне форме у полу-проводник испод 13.2 °C. Пример различитог хемијског понашања алотропа су (ди)кисеоник(O2) и озон (O3). Озон је много јачи оксиданс од кисеоника.

Неметали[уреди]

Кисеоник[уреди]

Кисеоник има неколико алотропских модификација.

  • Дикисеоник О2 - Безбојан гас који се налази у ваздуху
  • Озон О3 - Плавичаст, формира озонски омотач
  • Тетракисеоник (или оксозон) О4 - метастабилан
  • Октакисеоник О8 - црвене боје, специфичне густине

Угљеник[уреди]

Алотропске модификације угљеника се разликују по структури молекула и структури кристалне решетке.

  • Аморфни угљеник - атоми угљеника нису повезани у кристалну решетку.
  • Дијамант - веома чврст, једна од најтврђих супстанца у природи. Атоми угљеника су распоређени у тетраедар. Слабо проводи струју, међутим одлично проводи топлоту.
  • Графит - Црн и мекан, у чврстом агрегатном стању. Атоми угњеника су распоређени у равни, а затим се ти слојеви "пакују". Баш ова слојевитост узрокује мекоћу графита.
  • Фулерен - атоми угљеника распоређени су сферно, на пример букминстерфулерен (C60).
  • Нанотубе (наноцев) - алотроп угљеника са цилиндричном структуром.

Фосфор[уреди]

  • Бели фосфор P4 - чврст, веома реактиван, беле боје
  • Црвени фосфор - настаје од белог фосфора, мање реактиван
  • Љубичаст и црни фосфор Pn

Сумпор[уреди]

Постоји велики број алотропа сумпора, напознатији су

Металоиди[уреди]

Бор[уреди]

  • Аморфни бор (B12) - прах браон боје
  • α-ромобоедарски бор
  • β-ромобоедарски бор
  • γ-ромобоедарски бор
  • α-тетрагонални бор
  • β-тетрагонални бор
  • Суперпроводна фаза (под великим притиском)

Силицијум[уреди]

Арсен[уреди]

  • Жути арсен (Аs4) - молекуларни неметални арсеник, са истом структуром као и бели фосфор
  • Сиви арсен - металоид, полимерни Аs
  • Црни арсен - молекуларни неметални арсеник, са истом структуром као црвени фосфор

Германијум[уреди]

  • α-германијум - полуметал, иста структура као дијамант
  • β-германијум - металан, иста структура као β-калај

Антимон[уреди]

  • плаво-бели антимон - металоид, стабилна форма, иста структура као и сиви арсеник
  • жути антимон - неметалан
  • црни антимон - неметалан
  • експлозивни антимон

Полонијум[уреди]

  • α-полонијум - металан, кубична структура
  • β-полонијум - ромбоедарска структура

Референце[уреди]

  1. ^ Allotrope in IUPAC Compendium of Chemical Terminology, Electronic/ version, http://goldbook.iupac.org/A00243.html. Accessed March 2007.
  2. ^ Housecroft C. E., Sharpe A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Prentice Hall. ISBN 978-0131755536. 
  3. ^ а б Jensen, W. B. (2006), „The Origin of the Term Allotrope“, J. Chem. Educ. 83 (6): 838-39, Bibcode 2006JChEd..83..838J, DOI:10.1021/ed083p838 
  4. ^ „allotropy“, A New English Dictionary on Historical Principles, 1, Oxford University Press, 1888, pp. 238 
  5. ^ Jensen 2006, citing Addison, W. E. The Allotropy of the Elements (Elsevier 1964) that many have repeated this advice.

Литература[уреди]