ALLOTROPIE: ALLOTROPE TRANSFORMATIE EN HOOFDELEMENTEN - CHEMIE - 2025

De alotropía in de chemie is het kenmerk dat bepaalde chemische elementen bezit die in verschillende vormen aanwezig zijn, maar in dezelfde staat van materie. De structuur van de elementen kan variëren afhankelijk van hun moleculaire rangschikking en de omstandigheden waarin ze worden gevormd, zoals druk en temperatuur.

Alleen als het om chemische elementen gaat, wordt het woord allotropie gebruikt; elk van de manieren waarop een element in dezelfde fase kan worden gevonden, wordt aangeduid als een allotroop; dat het niet van toepassing is op verbindingen met verschillende kristallijne structuren; in dit geval wordt het polymorfisme genoemd.

Er zijn andere gevallen bekend, zoals zuurstof, waarin allotropie kan optreden als verandering in het aantal atomen van de stof. In die zin is er een idee van twee allotropen van dit element, die beter bekend staan ​​als zuurstof (O ₂ ) en ozon (O ₃ ).

Allotrope transformatie

Zoals eerder vermeld, zijn allotropen de verschillende manieren waarop hetzelfde element kan worden gevonden, dus deze variatie in zijn structuur zorgt ervoor dat deze soorten verschijnen met verschillende fysische en chemische kenmerken.

Evenzo vindt de allotrope transformatie tussen het ene element en het andere plaats door de manier waarop de atomen in de moleculen zijn gerangschikt; dat wil zeggen, de vorm waarin de link afkomstig is.

Deze verandering tussen de ene allotroop en de andere kan om verschillende redenen plaatsvinden, zoals veranderingen in de omstandigheden van druk, temperatuur en zelfs de inval van elektromagnetische straling zoals licht.

Wanneer de structuur van een chemische soort wordt gewijzigd, kan het ook zijn gedrag veranderen, waarbij eigenschappen worden gewijzigd zoals zijn elektrische geleidbaarheid, hardheid (in het geval van vaste stoffen), smelt- of kookpunt en zelfs fysieke eigenschappen zoals de kleur.

Bovendien kan allotropia van twee soorten zijn:

- Monotroop, wanneer een van de structuren van het element onder alle omstandigheden meer stabiliteit heeft dan de andere.

- Enantropisch, wanneer de verschillende structuren stabiel zijn onder verschillende omstandigheden, maar op een omkeerbare manier in elkaar kunnen veranderen bij bepaalde drukken en temperaturen.

Belangrijkste allotrope elementen

Hoewel er meer dan honderd bekende elementen in het periodiek systeem zijn, hebben ze niet allemaal allotrope vormen. De bekendste allotropen worden hieronder weergegeven.

Koolstof

Dit element van grote overvloed in de natuur vertegenwoordigt de fundamentele basis van organische chemie. Er zijn verschillende allotrope soorten hiervan bekend, waaronder diamant, grafiet en andere die hieronder worden blootgesteld, opvallen.

Diamant

De diamant vertoont een moleculaire rangschikking in de vorm van tetraëdrische kristallen waarvan de atomen zijn verbonden door enkele bindingen; dit betekent dat ze zijn gerangschikt door sp ^3- hybridisatie .

Grafiet

Grafiet wordt gevormd door opeenvolgende koolstofplaten, waarvan de atomen door dubbele bindingen in hexagonale structuren zijn verbonden; dat wil zeggen met sp ^2- hybridisatie .

Carbino

Naast de twee belangrijke allotropen die hierboven zijn genoemd, die de bekendste zijn van koolstof, zijn er andere zoals carbyne (zoals lineaire acetyleenkoolstof, LAC, ook bekend is), waar de atomen ervan lineair zijn gerangschikt door middel van drievoudige bindingen; dat wil zeggen met sp-hybridisatie.

Anderen

- grafeen, waarvan de structuur sterk lijkt op die van grafiet).

- Fullereen of buckminsterfullereen, ook bekend als buckyball, waarvan de structuur zeshoekig is, maar de atomen zijn gerangschikt in de vorm van een ring.

- Koolstof nanobuisjes, cilindrisch van vorm.

- Amorfe koolstof, zonder kristallijne structuur.

Zwavel

Zwavel heeft ook verschillende allotropen die als algemeen worden beschouwd, zoals de volgende (opgemerkt moet worden dat deze allemaal in vaste toestand zijn):

Rhombische zwavel

Zoals de naam al aangeeft, bestaat de kristallijne structuur uit achthoekige ruiten en staat ook bekend als α-zwavel.

Monokliene zwavel

Bekend als β-zwavel, heeft het de vorm van een prisma dat bestaat uit acht zwavelatomen.

Gesmolten zwavel

Het produceert prismatische kristallen die stabiel zijn bij bepaalde temperaturen en naalden vormen zonder kleur.

Plastic zwavel

Ook wel zwavel genoemd, het heeft een amorfe structuur.

Vloeibare zwavel

Het heeft viscositeitseigenschappen in tegenstelling tot de meeste elementen, omdat het in deze allotroop groeit met toenemende temperatuur.

Bij elkaar passen

Dit niet-metalen element wordt vaak in de natuur aangetroffen in combinatie met andere elementen en heeft verschillende bijbehorende allotrope stoffen:

Witte fosfor

Het is een vaste stof met een tetraëdrische kristallijne structuur en heeft toepassingen op militair gebied, zelfs als chemisch wapen.

Zwarte fosfor

Het heeft de hoogste stabiliteit onder de allotropen van dit element en lijkt sterk op grafeen.

Rode fosfor

Het vormt een amorfe vaste stof met reducerende eigenschappen, maar is niet giftig.

Difosfor

Zoals de naam al aangeeft, bestaat het uit twee fosforatomen en is het een gasvormige vorm van dit element.

Violette fosfor

Het is een vaste stof met een kristallijne structuur met een monokliene moleculaire rangschikking.

Scharlaken fosfor

Ook solide amorfe structuur.

Zuurstof

Ondanks dat het een van de meest voorkomende elementen in de atmosfeer van de aarde is en een van de meest voorkomende elementen in het universum, heeft het weinig bekende allotropen, waaronder dizuurstof en trioxygen.

Dizuurstof

Dizuurstof is beter bekend onder de eenvoudige naam zuurstof, een gasvormige stof die essentieel is voor de biologische processen op deze planeet.

Trioxygen

Trioxygen is beter bekend als ozon, een zeer reactieve allotroop waarvan de bekendste functie is om de atmosfeer van de aarde te beschermen tegen bronnen van externe straling.

Tetraoxygen

Het vormt een vaste fase met een trigonale structuur met kenmerken van metastabiliteit.

Anderen

Er zijn ook zes andere vaste soorten die zuurstof vormt, met verschillende kristallijne structuren.

Op dezelfde manier zijn er elementen zoals onder andere selenium, boor, silicium die verschillende allotropen vertonen en die met een min of meer diepte bestudeerd zijn.

Referenties

1. Wikipedia. (sf). Allotropie. Opgehaald van en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chemistry, negende editie. Mexico: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (zd). Allotropie. Opgehaald van britannica.com
4. ThoughtCo. (sf). Allotrope-definitie en voorbeelden. Opgehaald van thoughtco.com
5. Ciach, R. (1998). Geavanceerde lichte legeringen en composieten. Opgehaald van books.google.co.ve