ALLOTROPIE: ALLOTROPE TRANSFORMATION UND HAUPTELEMENTE - CHEMIE - 2025

Die Alotropie in der Chemie ist das Merkmal, das bestimmte chemische Elemente besitzt, die in verschiedenen Formen, aber im gleichen Materiezustand vorliegen. Die Struktur der Elemente kann abhängig von ihrer molekularen Anordnung und den Bedingungen, unter denen sie gebildet werden, wie Druck und Temperatur, variieren.

Nur wenn es um chemische Elemente geht, wird das Wort Allotropie verwendet, das jede der Arten bezeichnet, auf die ein Element in derselben Phase wie ein Allotrop gefunden werden kann. für Verbindungen mit unterschiedlichen Kristallstrukturen gilt dies nicht; in diesem Fall spricht man von Polymorphismus.

Andere Fälle sind bekannt, wie beispielsweise Sauerstoff, bei denen Allotropie als Änderung der Anzahl der Atome der Substanz auftreten kann. In diesem Sinne gibt es eine Vorstellung von zwei Allotropen dieses Elements, die besser als Sauerstoff (O ₂ ) und Ozon (O ₃ ) bekannt sind.

Allotrope Transformation

Wie bereits erwähnt, sind Allotrope die verschiedenen Arten, auf die dasselbe Element gefunden werden kann. Diese Variation in seiner Struktur führt dazu, dass diese Spezies mit unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften auftreten.

Ebenso erfolgt die allotrope Umwandlung zwischen einem Element und einem anderen durch die Art und Weise, wie die Atome innerhalb der Moleküle angeordnet sind; das heißt, die Form, aus der der Link stammt.

Diese Änderung zwischen einem Allotrop und einem anderen kann aus verschiedenen Gründen auftreten, z. B. aufgrund von Änderungen der Druck-, Temperatur- und sogar des Einfalls elektromagnetischer Strahlung wie Licht.

Wenn sich die Struktur einer chemischen Spezies ändert, kann sie auch ihr Verhalten ändern und Eigenschaften wie ihre elektrische Leitfähigkeit, Härte (bei festen Substanzen), Schmelz- oder Siedepunkt und sogar physikalische Eigenschaften wie ihre Farbe verändern.

Zusätzlich kann es zwei Arten von Allotropie geben:

- Monotrop, wenn eine der Strukturen des Elements unter allen Bedingungen eine größere Stabilität aufweist als die anderen.

- Enanthropisch, wenn die verschiedenen Strukturen unter verschiedenen Bedingungen stabil sind, sich aber bei bestimmten Drücken und Temperaturen reversibel ineinander verwandeln können.

Haupt allotrope Elemente

Obwohl das Periodensystem mehr als hundert bekannte Elemente enthält, haben nicht alle allotrope Formen. Die bekanntesten Allotrope sind nachstehend aufgeführt.

Kohlenstoff

Dieses Element von großer Fülle in der Natur bildet die grundlegende Grundlage der organischen Chemie. Es sind mehrere allotrope Spezies bekannt, von denen Diamant, Graphit und andere, die unten freigelegt werden, hervorstechen.

Diamant

Der Diamant zeigt eine molekulare Anordnung in Form von tetraedrischen Kristallen, deren Atome durch Einfachbindungen verbunden sind; dies bedeutet, dass sie durch sp ³ -Hybridisierung angeordnet sind .

Graphit

Graphit wird durch aufeinanderfolgende Kohlenstoffschichten gebildet, deren Atome durch Doppelbindungen in hexagonalen Strukturen verbunden sind; das heißt, mit sp ² -Hybridisierung .

Carbino

Zusätzlich zu den beiden oben erwähnten wichtigen Allotropen, die am bekanntesten für Kohlenstoff sind, gibt es andere wie Carbin (wie auch linearer Acetylenkohlenstoff, LAC, bekannt ist), bei dem seine Atome mittels Dreifachbindungen linear angeordnet sind; das heißt, mit sp-Hybridisierung.

Andere

- Graphen, dessen Struktur der von Graphit sehr ähnlich ist).

- Fulleren oder Buckminsterfulleren, auch als Buckyball bekannt, dessen Struktur hexagonal ist, dessen Atome jedoch ringförmig angeordnet sind.

- Kohlenstoffnanoröhren mit zylindrischer Form.

- Amorpher Kohlenstoff ohne kristalline Struktur.

Schwefel

Schwefel hat auch mehrere Allotrope, die als häufig angesehen werden, wie die folgenden (es sollte beachtet werden, dass sich alle im festen Zustand befinden):

Rhombischer Schwefel

Wie der Name schon sagt, besteht seine kristalline Struktur aus achteckigen Rauten und wird auch als α-Schwefel bezeichnet.

Monokliner Schwefel

Bekannt als β-Schwefel, hat es die Form eines Prismas aus acht Schwefelatomen.

Geschmolzener Schwefel

Es entstehen prismatische Kristalle, die bei bestimmten Temperaturen stabil sind und farbfreie Nadeln bilden.

Kunststoffschwefel

Auch Schwefel genannt, hat es eine amorphe Struktur.

Flüssiger Schwefel

Es hat im Gegensatz zu den meisten Elementen Viskositätseigenschaften, da es in diesem Allotrop mit zunehmender Temperatur wächst.

Spiel

Dieses nichtmetallische Element kommt in der Natur häufig in Kombination mit anderen Elementen vor und weist mehrere assoziierte allotrope Substanzen auf:

Weißer Phosphor

Es ist ein Feststoff mit einer tetraedrischen Kristallstruktur und findet Anwendung im militärischen Bereich, sogar als chemische Waffe.

Schwarzer Phosphor

Es hat die höchste Stabilität unter den Allotropen dieses Elements und ist Graphen sehr ähnlich.

Roter Phosphor

Es bildet einen amorphen Feststoff mit reduzierenden Eigenschaften, ist jedoch frei von Toxizität.

Diphosphor

Wie der Name schon sagt, besteht es aus zwei Phosphoratomen und ist eine gasförmige Form dieses Elements.

Violetter Leuchtstoff

Es ist ein Feststoff mit einer kristallinen Struktur mit einer monoklinen molekularen Anordnung.

Scharlachroter Phosphor

Auch feste amorphe Struktur.

Sauerstoff

Obwohl es eines der häufigsten Elemente in der Erdatmosphäre und eines der am häufigsten vorkommenden Elemente im Universum ist, sind nur wenige Allotrope bekannt, unter denen sich Disauerstoff und Trioxygen hervorheben.

Disauerstoff

Disauerstoff ist besser bekannt unter dem einfachen Namen Sauerstoff, einer gasförmigen Substanz, die für die biologischen Prozesse dieses Planeten essentiell ist.

Sauerstoff

Trioxygen ist besser bekannt als Ozon, ein hochreaktives Allotrop, dessen bekannteste Funktion darin besteht, die Erdatmosphäre vor externen Strahlungsquellen zu schützen.

Tetraoxygen

Es bildet eine feste Phase mit einer trigonalen Struktur mit Merkmalen der Metastabilität.

Andere

Es gibt auch sechs andere feste Spezies, die Sauerstoff mit unterschiedlichen kristallinen Strukturen bildet.

In gleicher Weise gibt es unter anderem Elemente wie Selen, Bor, Silizium, die unterschiedliche Allotrope aufweisen und mit geringerer oder größerer Tiefe untersucht wurden.

Verweise

1. Wikipedia. (sf). Allotropie. Von en.wikipedia.org wiederhergestellt
2. Chang, R. (2007). Chemie, 9. Auflage. Mexiko: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (nd). Allotropie. Von britannica.com abgerufen
4. ThoughtCo. (sf). Allotrope Definition und Beispiele. Vonoughtco.com wiederhergestellt
5. Ciach, R. (1998). Fortschrittliche Leichtmetalle und Verbundwerkstoffe. Erhalten von books.google.co.ve