ऐसे कई रूप हैं जिनमें कुछ तत्व मौजूद हो सकते हैं। क्या आप जानते हैं कि हीरा और ग्रेफाइट दोनों एक ही हैं - केवल शुद्ध कार्बन? और फिर भी वे इतने अलग हैं। जैसे हीरा सबसे कठोर होता है, वैसे ही ग्रेफाइट सबसे नर्म होता है। लेकिन वे कैसे और क्यों भिन्न हैं, यदि दोनों एक ही तत्व से बने हैं?
इस पाठ में हम यही सीखने जा रहे हैं।
इस पाठ के अंत तक, आपको सक्षम होना चाहिए:
एलोट्रॉपी, जिसे एलोट्रोपिज्म के रूप में भी जाना जाता है, दो या दो से अधिक विभिन्न रूपों में कुछ रासायनिक तत्वों के अस्तित्व की संपत्ति को संदर्भित करता है। इन विभिन्न रूपों को तत्वों के आवंटन के रूप में जाना जाता है। Allotropes एक तत्व के विभिन्न संरचनात्मक संशोधन हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि तत्व के परमाणु एक अलग तरीके से एक साथ बंधे होते हैं।
उदाहरण के लिए, कार्बन के अपरूपों में हीरा, ग्रेफाइट, ग्रेफीन और फुलरीन शामिल हैं।
क्या सभी तत्वों में अलॉट्रोप्स होते हैं? उत्तर नहीं है। केवल कुछ तत्वों के ही अपररूप होते हैं।
अलॉट्रॉपी शब्द का प्रयोग केवल तत्वों के लिए किया जाता है, यौगिकों के लिए नहीं। एलोट्रॉपी केवल एक ही अवस्था के भीतर एक तत्व के विभिन्न रूपों को संदर्भित करता है (अर्थात, विभिन्न ठोस, तरल या गैस रूप); ये अलग-अलग राज्य, स्वयं, एलोट्रॉपी के उदाहरण नहीं माने जाते हैं।
चरण में अंतर के बावजूद एलोट्रोप्स के कुछ तत्वों में अलग-अलग आणविक सूत्र हैं। उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन में, दो अलॉट्रोप्स: डाइऑक्सीजन
Allotropes monotropic या enantiotropic हो सकते हैं।
एलोट्रोपिज्म केवल शुद्ध रासायनिक तत्वों के विभिन्न रूपों को संदर्भित करता है। वह घटना जिसमें यौगिक विभिन्न क्रिस्टलीय रूपों को प्रदर्शित करते हैं, बहुरूपता कहलाती है।
आवर्त सारणी में समूह 13 से 16 में केवल कुछ तत्वों के साथ आवंटियां होती हैं।
समूह 13
बोरॉन (बी), दूसरा सबसे कठिन तत्व, समूह 13 में एकमात्र एलोट्रोपिक तत्व है। यह तत्व-बंधित नेटवर्क बनाने की क्षमता में कार्बन (सी) के बाद दूसरे स्थान पर है।
बोरॉन के आवंटन
समूह 14
समूह 14 में, सामान्य परिस्थितियों में केवल कार्बन और टिन अलॉट्रोप्स के रूप में मौजूद हैं।
कार्बन के आवंटन
कार्बन के अपरूपों में शामिल हैं:
हीरा और ग्रेफाइट कार्बन के सबसे प्रसिद्ध अपररूप हैं। हीरा और ग्रेफाइट के गुण बहुत भिन्न होते हैं, हीरा पारदर्शी और बहुत कठोर होता है जबकि ग्रेफाइट काला और मुलायम (कागज पर लिखने के लिए पर्याप्त नरम) होता है।
ग्रेफाइट कार्बन का सबसे थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर रूप है। ग्रेफाइट एक गहरा, मोमी ठोस होता है, जिसका व्यापक रूप से स्नेहक के रूप में उपयोग किया जाता है। यह बिजली का एक बहुत अच्छा संवाहक भी है और इसका उपयोग विद्युत आर्क लैंप के इलेक्ट्रोड में सामग्री के रूप में किया जा सकता है। ग्रेफाइट अब तक खोजे गए ठोस कार्बन का सबसे स्थिर रूप है। इसमें पेंसिल में "लीड" भी शामिल है।
हीरे का गलनांक सबसे अधिक होता है और यह प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले ठोस पदार्थों में सबसे कठोर होता है। इसकी कठोरता और प्रकाश का उच्च फैलाव इसे गहनों में उपयोग के लिए अच्छा बनाता है। इसके औद्योगिक उपयोग भी हैं। इसकी कठोरता इसे एक उत्कृष्ट अपघर्षक बनाती है।
टिन के आवंटन
टिन के दो मुख्य अलॉट्रोप हैं:
समूह 15
समूह 15, फॉस्फोरस और आर्सेनिक में दो अलॉट्रोपिक तत्व हैं।
फास्फोरस के आवंटन
फॉस्फोरस रूपों के मुख्य एलोट्रोपिक रूप हैं:
केवल सफेद और लाल फास्फोरस ही औद्योगिक महत्व के हैं।
आर्सेनिक के आवंटन
आर्सेनिक कई आवंटियों में मौजूद है। इसके दो सबसे आम अलॉट्रोप हैं - पीला और धात्विक ग्रे।
समूह 16
समूह 16 में केवल तीन अलॉट्रोपिक तत्व हैं - ऑक्सीजन, सल्फर और सेलेनियम।
ऑक्सीजन के आवंटन
आणविक सूत्र O2 के साथ 2 ऑक्सीजन परमाणुओं से बना एक डायटोमिक अणु जिसे आमतौर पर आणविक ऑक्सीजन या डाइऑक्सीजन कहा जाता है। यह मौलिक ऑक्सीजन का सबसे आम रूप है। यह कमरे के तापमान पर एक रंगहीन गैस है और पृथ्वी के वायुमंडल का लगभग 21% हिस्सा बनाती है। यह एक डायरैडिकल के रूप में मौजूद है और अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के साथ एकमात्र आवंटन है।
आणविक सूत्र O3 के साथ ऑक्सीजन के 3 परमाणुओं से बने एक त्रिकोणीय अणु को ओजोन कहा जाता है। ओजोन थर्मोडायनामिक रूप से अस्थिर और अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है। यह 1840 में क्रिश्चियन फ्रेडरिक शोनबीन द्वारा खोजा गया था, और सामान्य तापमान और दबाव की स्थिति में एक हल्के नीले रंग की गैस के रूप में मौजूद है।
ऑक्सीजन, डाइऑक्सीजन और ओजोन के दोनों आवंटन केवल ऑक्सीजन परमाणुओं से बने होते हैं, लेकिन वे ऑक्सीजन परमाणुओं की व्यवस्था में भिन्न होते हैं:
ओजोन यूवी विकिरण के उत्परिवर्तजन और हानिकारक प्रभावों के खिलाफ जीवमंडल के लिए एक सुरक्षा कवच के रूप में कार्य करता है।
टेट्राऑक्सीजन ऑक्सीजन का एक और आवंटन है। इसे ऑक्सोज़ोन के नाम से भी जाना जाता है। यह एक गहरे लाल ठोस के रूप में मौजूद है जो 20 GPa.
सल्फर के आवंटन
वर्तमान में, लगभग 30 अच्छी तरह से विशेषता वाले सल्फर आवंटन ज्ञात हैं।
α-सल्फर, सल्फर परमाणुओं (S8) के 8-सदस्यीय छल्लों में से पीले, रोम्बिक क्रिस्टल बनाता है। इसे रोम्बिक सल्फर के रूप में भी जाना जाता है, और यह "सल्फर के फूल", "रोल सल्फर", और "सल्फर के दूध" में पाया जाने वाला प्रमुख रूप है।
β-सल्फर एक मोनोक्लिनिक क्रिस्टल रूप वाला एक पीला ठोस है और α-सल्फर से कम घना है। इसे मोनोक्लिनिक सल्फर के नाम से भी जाना जाता है। यह असामान्य है क्योंकि यह केवल 95.3 डिग्री सेल्सियस से ऊपर स्थिर है, इसके नीचे यह α-सल्फर में परिवर्तित हो जाता है।
γ-सल्फर, सल्फर परमाणुओं (S8) के 8-सदस्यीय छल्ले से पीले, मोनोक्लिनिक, सुई जैसे क्रिस्टल बनाता है। इसकी उपस्थिति के कारण इसे कभी-कभी "मोती सल्फर" या "मोती सल्फर की मां" कहा जाता है। यह तीनों में से सबसे घना रूप है।
सेलेनियम के आवंटन
सेलेनियम (से) कई एलोट्रोपिक रूपों में भी मौजूद है - ग्रे (त्रिकोणीय) सेलेनियम, रंबोहेड्रल सेलेनियम, तीन गहरे लाल मोनोक्लिनिक रूप (α -, β -, और γ -सेलेनियम), अनाकार लाल सेलेनियम, और काले कांच का सेलेनियम। सबसे थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर और सघनतम रूप ग्रे (त्रिकोणीय) सेलेनियम है, जिसमें सेलेनियम परमाणुओं की अनंत पेचदार श्रृंखलाएं होती हैं। अन्य सभी रूप गर्म होने पर ग्रे सेलेनियम में वापस आ जाते हैं। इसके घनत्व को ध्यान में रखते हुए, ग्रे सेलेनियम को धात्विक माना जाता है, और यह सेलेनियम का एकमात्र रूप है जो बिजली का संचालन करता है। पेचदार संरचना का थोड़ा सा विरूपण घन धातु की जाली का उत्पादन करेगा।
एक ही तत्व के अलॉट्रोप विभिन्न भौतिक और रासायनिक व्यवहार दिखा सकते हैं। अलॉट्रोपिक रूपों में परिवर्तन उन्हीं बलों द्वारा सुगम होता है जो अन्य संरचनाओं को प्रभावित करते हैं, उनमें तापमान, दबाव और प्रकाश शामिल हैं। उदाहरण के लिए, ओजोन का रासायनिक व्यवहार डाइऑक्सीजन से अलग है; ओजोन डाइऑक्सीजन की तुलना में एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है।
