Тодорхой элементүүд байж болох олон янзын хэлбэрүүд байдаг. Алмаз, бал чулуу хоёр нь адилхан, цэвэр нүүрстөрөгч гэдгийг та мэдэх үү? Гэсэн хэдий ч тэд маш их ялгаатай. Алмаз нь хамгийн хатуу тул бал чулуу нь хамгийн зөөлөн нь юм. Гэхдээ хоёулаа ижил элементээс бүтсэн бол тэд яаж, яагаад ялгаатай вэ?
Энэ бол бидний энэ хичээлээс суралцах зүйл юм.
Энэ хичээлийн төгсгөлд та дараахь зүйлийг хийх боломжтой байх ёстой.
Аллотропизм гэж нэрлэгддэг аллотропи нь зарим химийн элементүүдийн хоёр ба түүнээс дээш өөр хэлбэрээр орших шинж чанарыг илэрхийлдэг. Эдгээр янз бүрийн хэлбэрийг элементүүдийн аллотропууд гэж нэрлэдэг. Аллотропууд нь элементийн янз бүрийн бүтцийн өөрчлөлтүүд юм. Энэ нь элементийн атомууд хоорондоо өөр өөр хэлбэрээр холбогддогтой холбоотой юм.
Жишээлбэл, нүүрстөрөгчийн аллотропод алмаз, бал чулуу, графен, фуллерен орно.
Бүх элементүүд аллотроптой юу? Хариулт нь Үгүй. Зөвхөн зарим элементэд аллотроп байдаг.
Аллотропи гэдэг нэр томъёо нь нэгдлүүдэд биш зөвхөн элементүүдэд хэрэглэгддэг. Аллотропи гэдэг нь зөвхөн нэг төлөвт байгаа элементийн янз бүрийн хэлбэрийг хэлнэ (өөрөөр хэлбэл өөр өөр хатуу, шингэн эсвэл хийн хэлбэр); Эдгээр өөр өөр төлөвүүд нь өөрсдөө аллотропийн жишээ биш юм.
Аллотропууд фазын ялгааг үл харгалзан зарим элементүүдэд өөр өөр молекулын томъёотой байдаг. Жишээлбэл, хүчилтөрөгчийн хувьд хоёр аллотроп: диоксиген
Аллотропууд нь монотроп эсвэл энантиотроп байж болно.
Аллотропизм нь зөвхөн цэвэр химийн элементүүдийн янз бүрийн хэлбэрийг хэлнэ. Нэгдлүүд янз бүрийн талст хэлбэрийг харуулдаг үзэгдлийг полиморфизм гэж нэрлэдэг.
Аллотропууд нь зөвхөн тодорхой элементүүдтэй, үечилсэн системийн 13-аас 16-р бүлэгт тохиолддог.
13-р бүлэг
Хоёр дахь хамгийн хатуу элемент болох бор (B) нь 13-р бүлгийн цорын ганц аллотроп элемент юм. Элементүүдээр холбогдсон сүлжээ үүсгэх чадвараараа нүүрстөрөгчийн (С) дараа хоёрдугаарт ордог.
Борын аллотропууд
14-р бүлэг
14-р бүлэгт зөвхөн нүүрстөрөгч, цагаан тугалга нь хэвийн нөхцөлд аллотроп хэлбэрээр оршдог.
Нүүрстөрөгчийн аллотропууд
Нүүрстөрөгчийн аллотропууд нь:
Алмаз ба бал чулуу нь нүүрстөрөгчийн хамгийн алдартай аллотропууд юм. Алмаз ба бал чулууны шинж чанар нь маш өөр бөгөөд алмаз нь тунгалаг бөгөөд маш хатуу байдаг бол бал чулуу нь хар, зөөлөн (цаасан дээр бичихэд хангалттай зөөлөн).
Графит бол нүүрстөрөгчийн термодинамикийн хувьд хамгийн тогтвортой хэлбэр юм. Графит бол тосолгооны материал болгон өргөн хэрэглэгддэг бараан өнгөтэй лав юм. Энэ нь маш сайн цахилгаан дамжуулагч бөгөөд цахилгаан нумын чийдэнгийн электродуудад материал болгон ашиглаж болно. Графит бол урьд өмнө нээгдсэн хатуу нүүрстөрөгчийн хамгийн тогтвортой хэлбэр юм. Энэ нь мөн харандаа дахь "хар тугалга" -ыг агуулдаг.
Алмаз нь хамгийн өндөр хайлах цэгтэй бөгөөд байгалийн хатуу биетүүдээс хамгийн хатуу нь юм. Түүний хатуулаг, гэрлийн өндөр тархалт нь үнэт эдлэлд хэрэглэхэд тохиромжтой. Энэ нь бас үйлдвэрлэлийн зориулалттай. Түүний хатуулаг нь түүнийг маш сайн зүлгүүр болгодог.
Цагаан тугалганы аллотропууд
Цагаан тугалга нь хоёр үндсэн аллотроптой:
15-р бүлэг
15-р бүлэгт фосфор, хүнцэл гэсэн хоёр аллотроп элемент байдаг.
Фосфорын аллотропууд
Фосфорын үндсэн аллотроп хэлбэрүүд нь:
Зөвхөн цагаан, улаан фосфор нь үйлдвэрлэлийн ач холбогдолтой.
Арсеникийн аллотропууд
Хүнцэл нь хэд хэдэн аллотропт байдаг. Түүний хамгийн түгээмэл хоёр аллотроп нь шар ба металл саарал юм.
16-р бүлэг
16-р бүлэгт хүчилтөрөгч, хүхэр, селен гэсэн гурван аллотроп элемент байдаг.
Хүчилтөрөгчийн аллотропууд
Хүчилтөрөгчийн 2 атомаас бүрдэх хоёр атомт молекулыг молекулын хүчилтөрөгч эсвэл диокситөрөгч гэж нэрлэдэг O2 молекулын томъёо. Энэ нь хүчилтөрөгчийн хамгийн түгээмэл хэлбэр юм. Энэ нь өрөөний температурт өнгөгүй хий бөгөөд дэлхийн агаар мандлын 21 орчим хувийг бүрдүүлдэг. Энэ нь дирадикал хэлбэрээр оршдог бөгөөд хосгүй электронтой цорын ганц аллотроп юм.
O3 молекулын томьёотой хүчилтөрөгчийн 3 атомаас бүрдэх гурвалсан атомт молекулыг озон гэж нэрлэдэг. Озон нь термодинамикийн хувьд тогтворгүй, өндөр урвалд ордог. Үүнийг 1840 онд Кристиан Фридрих Шонбейн нээсэн бөгөөд хэвийн температур, даралтын нөхцөлд цайвар цэнхэр хий хэлбэрээр оршдог.
Хүчилтөрөгч, диокситөрөгч, озоны аллотроп хоёулаа зөвхөн хүчилтөрөгчийн атомуудаас бүрддэг боловч хүчилтөрөгчийн атомуудын зохион байгуулалтаараа ялгаатай байдаг.
Озон нь биосферийг хэт ягаан туяаны мутаген болон хортой нөлөөллөөс хамгаалах хамгаалалтын үүрэг гүйцэтгэдэг.
Тетраоксиген бол хүчилтөрөгчийн өөр нэг аллотроп юм. Үүнийг оксозон гэж бас нэрлэдэг. Энэ нь O2-ийг 20 GPa.
Хүхрийн аллотропууд
Одоогийн байдлаар 30 орчим сайн шинж чанартай хүхрийн аллотропыг мэддэг.
α-хүхэр нь хүхрийн атомын 8 гишүүнтэй цагиргуудаас (S8) шар өнгөтэй, ромб хэлбэртэй талстуудыг үүсгэдэг. Үүнийг ромб хүхэр гэж нэрлэдэг бөгөөд "хүхрийн цэцэг", "хүхрийн өнхрөх", "хүхрийн сүү" зэрэгт агуулагддаг зонхилох хэлбэр юм.
β-хүхэр нь моноклиник талст хэлбэртэй шар өнгийн хатуу бодис бөгөөд α-хүхэрээс бага нягт юм. Үүнийг мөн моноклиник хүхэр гэж нэрлэдэг. Энэ нь ер бусын, учир нь энэ нь зөвхөн 95.3 ° C-аас дээш температурт тогтвортой байдаг ба түүнээс доош температурт α-хүхэр болж хувирдаг.
γ-хүхэр нь хүхрийн атомын 8 гишүүнтэй цагиргуудаас (S8) шар, моноклиник, зүү хэлбэртэй талстуудыг үүсгэдэг. Гаднах төрхөөрөө үүнийг "сувдан хүхэр" эсвэл "сувдан хүхрийн эх" гэж нэрлэдэг. Энэ нь гурвын хамгийн нягт хэлбэр юм.
Селенийн аллотропууд
Селен (Se) нь мөн хэд хэдэн аллотроп хэлбэрээр байдаг - саарал (тригональ) селен, ромбоэдр селен, гурван гүн улаан моноклиник хэлбэр (α -, β - ба γ -селен), аморф улаан селен, хар шилэн селен. Термодинамикийн хувьд хамгийн тогтвортой, хамгийн нягт хэлбэр нь селенийн атомын төгсгөлгүй мушгиа гинж агуулсан саарал (тригональ) селен юм. Бусад бүх хэлбэрүүд дулаарахад саарал селен болж хувирдаг. Нягтынхаа дагуу саарал селенийг металл гэж үздэг бөгөөд энэ нь цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг цорын ганц селений хэлбэр юм. Мушгиа бүтцийг бага зэрэг гажуудуулах нь шоо металл тор үүсгэдэг.
Нэг элементийн аллотропууд нь өөр өөр физик, химийн шинж чанарыг харуулж чаддаг. Аллотроп хэлбэрийн өөрчлөлт нь температур, даралт, гэрэл зэрэг бусад бүтцэд нөлөөлдөг ижил хүчнүүдээр хөнгөвчилдөг. Жишээлбэл, озоны химийн шинж чанар нь диокситөрөгчөөс ялгаатай; озон нь дихүчилтөрөгчөөс илүү хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм.
