Müəyyən elementlərin mövcud ola biləcəyi müxtəlif formalar var. Bilirsinizmi ki, almaz və qrafit eynidir - sadəcə saf karbon? Və yenə də çox fərqlidirlər. Almaz ən sərt olduğu üçün qrafit ən yumşaqlardan biridir. Bəs hər ikisi eyni elementdən hazırlanırsa, necə və niyə fərqlidirlər?
Bu dərsdə öyrənəcəyimiz budur.
Bu dərsin sonunda siz aşağıdakıları bacarmalısınız:
Allotropizm kimi də tanınan allotropiya bəzi kimyəvi elementlərin iki və ya daha çox müxtəlif formada mövcud olma xüsusiyyətinə aiddir. Bu müxtəlif formalar elementlərin allotropları kimi tanınır. Allotroplar bir elementin müxtəlif struktur dəyişiklikləridir. Bu, elementin atomlarının fərqli şəkildə bir-birinə bağlanması ilə əlaqədardır.
Məsələn, karbonun allotroplarına almaz, qrafit, qrafen və fulleren daxildir.
Bütün elementlərin allotropları varmı? Cavab Xeyr. Yalnız bəzi elementlərin allotropları var.
Allotropiya termini birləşmələr üçün deyil, yalnız elementlər üçün istifadə olunur. Allotropiya eyni vəziyyətdə olan elementin yalnız müxtəlif formalarına aiddir (yəni, müxtəlif bərk, maye və ya qaz formaları); bu müxtəlif dövlətlərin özləri allotropiya nümunələri hesab edilmir.
Allotroplar faza fərqinə baxmayaraq bəzi elementlərdə fərqli molekulyar formullara malikdir. Məsələn, oksigendə iki allotrop: dioksigen
Allotroplar monotrop və ya enantiotrop ola bilər.
Allotropizm yalnız təmiz kimyəvi elementlərin müxtəlif formalarına aiddir. Birləşmələrin müxtəlif kristal formaları nümayiş etdirdiyi hadisəyə polimorfizm deyilir.
Allotroplar yalnız müəyyən elementlərlə, Dövri Cədvəldə 13-dən 16-a qədər olan qruplarda olur.
Qrup 13
İkinci ən sərt element olan bor (B) 13-cü qrupdakı yeganə allotrop elementdir. O, elementlərlə bağlı şəbəkələr yaratmaq qabiliyyətinə görə yalnız karbondan (C) sonra ikinci yerdədir.
Borun allotropları
Qrup 14
14-cü qrupda normal şəraitdə yalnız karbon və qalay allotrop kimi mövcuddur.
Karbonun allotropları
Karbonun allotroplarına aşağıdakılar daxildir:
Almaz və qrafit karbonun ən məşhur allotroplarıdır. Almaz və qrafitin xassələri çox fərqlidir, almaz şəffaf və çox sərtdir, qrafit isə qara və yumşaqdır (kağıza yazmaq üçün kifayət qədər yumşaqdır).
Qrafit karbonun termodinamik cəhətdən ən sabit formasıdır. Qrafit tünd, mumlu bərk maddədir, sürtkü kimi geniş istifadə olunur. O, həm də çox yaxşı elektrik keçiricisidir və elektrik qövs lampasının elektrodlarında material kimi istifadə edilə bilər. Qrafit indiyə qədər kəşf edilmiş bərk karbonun ən sabit formasıdır. O, həmçinin qələmlərdəki "qurğuşun" dan ibarətdir.
Almaz ən yüksək ərimə nöqtəsinə malikdir və təbii olaraq yaranan bərk maddələrin ən sərtidir. Sərtliyi və işığın yüksək dispersiyası onu zərgərlikdə istifadə etmək üçün əlverişli edir. Sənaye məqsədləri üçün də istifadə olunur. Sərtliyi onu əla aşındırıcı edir.
Kalay allotropları
Kalay iki əsas allotropa malikdir:
Qrup 15
15-ci qrupda iki allotrop element var, fosfor və arsen.
Fosforun allotropları
Fosfor formalarının əsas allotropik formaları bunlardır:
Yalnız ağ və qırmızı fosfor sənaye əhəmiyyətinə malikdir.
Arsenin allotropları
Arsenik bir sıra allotroplarda mövcuddur. Onun ən çox yayılmış iki allotropu var - sarı və metal boz.
Qrup 16
16-cı qrupda cəmi üç allotrop element var - oksigen, kükürd və selen.
Oksigenin allotropları
O2 molekulyar formulu olan 2 oksigen atomundan ibarət diatomik molekul, adətən molekulyar oksigen və ya dioksigen adlanır. Bu elementar oksigenin ən çox yayılmış formasıdır. Otaq temperaturunda rəngsiz qazdır və yer atmosferinin təxminən 21%-ni təşkil edir. O, diradikal olaraq mövcuddur və qoşalaşmamış elektronları olan yeganə allotropdur.
O3 molekulyar formulu olan 3 atomlu oksigendən ibarət olan üç atomlu molekula ozon deyilir. Ozon termodinamik cəhətdən qeyri-sabitdir və yüksək reaktivdir. 1840-cı ildə Kristian Fridrix Şonbeyn tərəfindən kəşf edilib və normal temperatur və təzyiq şəraitində solğun mavi qaz kimi mövcuddur.
Oksigenin, dioksigenin və ozonun hər iki allotropu yalnız oksigen atomlarından ibarətdir, lakin oksigen atomlarının düzülüşündə fərqlənirlər:
Ozon biosfer üçün ultrabənövşəyi şüaların mutagen və zərərli təsirlərinə qarşı qoruyucu qalxan rolunu oynayır.
Tetraoksigen oksigenin başqa bir allotropudur. Oksozon kimi də tanınır. O, O2-yə 20 GPa.
Kükürdün allotropları
Hal-hazırda 30-a yaxın yaxşı xarakterizə olunan kükürd allotropları məlumdur.
α-kükürd kükürd atomlarının 8 üzvlü halqalarından sarı, rombvari kristallar əmələ gətirir (S8). O, həmçinin rombik kükürd kimi tanınır və "kükürd çiçəkləri", "rulo kükürd" və "kükürd südü"ndə olan üstünlük təşkil edən formadır.
β-kükürd monoklinik kristal formalı sarı bərk maddədir və α-kükürddən daha az sıxdır. O, həmçinin monoklinik kükürd kimi tanınır. Qeyri-adidir, çünki o, yalnız 95,3 °C-dən yuxarı sabitdir, aşağıda isə α-kükürdə çevrilir.
γ-kükürd kükürd atomlarının (S8) 8 üzvlü halqalarından sarı, monoklinik, iynəvari kristallar əmələ gətirir. Görünüşünə görə bəzən onu "sədəfli kükürd" və ya "mirvari kükürd anası" adlandırırlar. Üçünün ən sıx formasıdır.
Seleniumun allotropları
Selenium (Se) bir neçə allotropik formada da mövcuddur - boz (triqonal) selenium, rombedral selenium, üç tünd qırmızı monoklinik forma (α -, β - və γ -selenium), amorf qırmızı selenium və qara şüşəvari selenium. Termodinamik cəhətdən ən sabit və ən sıx forma selenium atomlarının sonsuz spiral zəncirlərini ehtiva edən boz (triqonal) seleniumdur. Bütün digər formalar istiləşmə zamanı boz seleniuma qayıdır. Sıxlığına uyğun olaraq, boz selenium metal sayılır və elektrik cərəyanını keçirən yeganə selenyum formasıdır. Spiral quruluşun bir qədər təhrif edilməsi kub metal qəfəs yaradar.
Eyni elementin allotropları müxtəlif fiziki və kimyəvi davranışlar göstərə bilər. Allotropik formaların dəyişməsi digər strukturlara təsir edən eyni qüvvələr tərəfindən asanlaşdırılır, bunlara temperatur, təzyiq və işıq daxildir. Məsələn, ozonun kimyəvi davranışı dioksigendən fərqlidir; ozon dioksigendən daha güclü oksidləşdirici maddədir.
