Arsyet e diversitetit të përbërjeve organike është aftësia e atomeve të karbonit për të formuar zinxhirë dhe cikle të ndryshme, duke u lidhur me njëri-tjetrin. Ky është fenomeni i izomerizmit. Dhe cila është arsyeja e shumëllojshmërisë së substancave të thjeshta inorganike? Rezulton se kjo pyetje mund të përgjigjet duke marrë parasysh se çfarë është alotropia. Pikërisht me këtë fenomen natyror në botën e elementeve kimike lidhet ekzistenca e formave të ndryshme të përbërjeve të thjeshta.
Çfarë është alotropia?
Kësaj pyetjeje mund t'i përgjigjeni kështu. Ky është fenomeni i ekzistencës së të njëjtit element kimik në formën e disa substancave të thjeshta. Kjo do të thotë, nëse ka 118 qeliza në tabelën periodike, atëherë kjo nuk do të thotë se ka të njëjtin numër atomesh në natyrë. Secili prej elementeve (pothuajse të gjithë) ka një ose më shumë varietete, ose modifikime alotropike.
Si ndryshojnë këto substanca? Ka dy arsye kryesore për këtë fenomen:
- numër të ndryshëm atomesh në një molekulë (alotropia e përbërjes);
- strukturë e pabarabartë e rrjetës kristalore (alotropia e formës).
Shpesh ky koncept shoqërohet me termin polimorfizëm. Megjithatë, ka një ndryshim midis tyre. Çfarë është alotropia? Këto janë modifikimet e një elementi kimik në substanca të ndryshme të thjeshta,pa marrë parasysh se në çfarë gjendje të materies është. Ndërsa polimorfizmi është një koncept i zbatueshëm vetëm për substancat e ngurta kristalore.
Modifikime të ndryshme alotropike të përbërjeve zakonisht shënohen me shkronja latine përpara emrit të tyre. Alfa vendoset gjithmonë përballë formës që ka pikën më të ulët të shkrirjes, pikën e vlimit. Më tej alfabetikisht dhe treguesit në rritje, përkatësisht.
Pavarësisht se elementi kimik në bazën e substancave të thjeshta është i njëjtë, vetitë e modifikimeve ndryshojnë ndjeshëm nga njëra-tjetra, si fizike ashtu edhe kimike. Mënyra më e lehtë për të formuar forma alotropike:
- jometale (përveç halogjeneve dhe gazeve inerte);
- semimetale.
Alotropia e metaleve është më pak e studiuar, pasi ato formojnë modifikime të tilla pa dëshirë dhe jo të gjitha. Në total, sot njihen më shumë se 400 forma të ndryshme të substancave të thjeshta. Sa më shumë gjendje oksidimi karakteristike të një elementi, aq më i lartë është numri i modifikimeve alotropike të njohura për të.
Modifikime të karbonit
Alotropia e karbonit është shembulli më i zakonshëm dhe më i mrekullueshëm që ilustron fenomenin në shqyrtim. Në fund të fundit, është ky element që është i aftë të formojë disa lloje të përbërjeve që ndryshojnë në strukturën e grilës kristalore. Në të njëjtën kohë, substancat e thjeshta që rezultojnë janë aq polare në vetitë e tyre sa që mund të habitemi vetëm nga vendimet e natyrës.
Pra, alotropia e karbonit përfshin modifikimet e mëposhtme.
- Çfarë është alotropia e karbonit mund të shihet në formën e tij të ardhshme, e cila është rrënjësisht e ndryshme nga ajo e mëparshme. Ky është grafit. Një substancë shumë e butë që mund të zhvishet lehtësisht dhe të lërë një shenjë karakteristike në letër. Prandaj, përdoret për prodhimin e prizave të lapsave për lapsa të thjeshtë. Struktura e kësaj forme është e shtresuar gjashtëkëndore. Lidhjet midis shtresave janë të dobëta, lehtësisht të grisura, dendësia e substancës është e ulët. Grafiti përdoret për të prodhuar diamante sintetike, si një lubrifikant i ngurtë, për prodhimin e elektrodave, si mbushës në plastikë dhe gjithashtu në reaktorët bërthamorë.
- Fullerenet janë një tjetër provë që ekziston alotropia. Kimia e këtyre përbërjeve është e ngjashme me atë të hidrokarbureve aromatike. Në fund të fundit, struktura e tyre përfaqësohet nga poliedra konveks të mbyllur, që të kujton një top futbolli. Fullerenet përdoren në teknologji si gjysmëpërçues, për prodhimin e përbërjeve superpërcjellëse, si fotorezistues etj.
- Lonsdaleite dhe cerafite janë dy modifikime më shumë kristalore alotropike të karbonit. Ato u hapën relativisht kohët e fundit. Vetitë janë shumë të ngjashme me diamantin, në mungesë të papastërtive ato mund të jenë edhe disa herë më të forta.
- Qymyri dhe bloza - alotropia amorfe e substancave. Përdoret si karburant, lubrifikantë, filtra etj. Nga përmbajtja në natyrë, më i zakonshmi nga të gjitha modifikimet e karbonit.
Diamant
Substanca më e fortë e njohur sot, e vlerësuar me 10 në shkallën Mohs. formë kristalorekarboni, struktura e të cilit ka formën e formacioneve tetraedrale të ndërlidhura saktë në një rrjet.
Diamanti është në gjendje të shpërndajë shumë mirë dritën, gjë që e lejon atë të përdoret si bizhuteri (diamante). Për shkak të fortësisë së tij ekstreme, përdoret për prerje dhe saldim, shpim, lustrim dhe bluarje. Deri më sot, është krijuar prodhimi i diamanteve artificiale të përdorura në industri.
Variantet e tjera
Ka edhe disa lloje të tjera të këtij elementi:
- nanotuba;
- nanoshkumë;
- astrolenet;
- nanofibra;
- karboni i qelqtë;
- grafene;
- karabin;
- nanobuds.
Forma të pakonfirmuara por të dyshuara të ekzistencës së përbërjeve të thjeshta të karbonit: kaoiti, karboni metalik dhe dikarboni.
Alotropia e oksigjenit
Ky jometal formon dy substanca të thjeshta:
- gaz oksigjen (në kushte normale), formula e të cilit është O2;
- ozoni i gaztë, pasqyrimi empirik i përbërjes së të cilit është O3.
Natyrisht, arsyeja kryesore për ekzistencën e modifikimeve këtu është përbërja e molekulës. Oksigjeni i zakonshëm është baza e jetës për të gjitha qeniet e gjalla (me përjashtim të baktereve anaerobe). Ai është një pjesëmarrës aktiv në shkëmbimin e gazit, një burim energjie për të gjitha proceset jetësore. Në aspektin kimik është një agjent oksidues, me ndihmën e të cilit kryhen shumë reaksione.
Ozoni formohet në natyrë oseinstalime speciale laboratorike - ozonizues nga oksigjeni atmosferik nën ndikimin e një shkarkimi të fortë të energjisë elektrike. Në kushte natyrore, kjo është rrufe. Në përqendrime të ulëta difuze ka një erë të këndshme freskie (pas një stuhie ndihet gjithmonë në ajër). Është një oksidues shumë i fortë, zbardhues, kimikisht aktiv.
Ndryshimet në fosfor
Alotropia e oksigjenit është e ngjashme me atë të fosforit. Ai gjithashtu ka rreth 11 modifikime të ndryshme, që ndryshojnë në numrin e atomeve në molekulë, dhe kështu në lidhjen kimike dhe vetitë. Janë tre forma të qëndrueshme dhe pjesa tjetër, të cilat praktikisht nuk gjenden në natyrë dhe kalbet.
- Fosfor i bardhë. Formula e saj është Р4. Një substancë që i ngjan parafinës së butë, me ngjyrë të bardhë ose pak të verdhë. Shkrihet lehtësisht në gaz helmues.
- Fosfori i kuq është një masë pastë me erë të pakëndshme. Formula është R . Kjo është një strukturë polimeri.
- Fosfori i zi është një masë e yndyrshme në prekje, me ngjyrë të zezë dhe plotësisht e patretshme në ujë.
Modifikime të metaleve
Çfarë është alotropia e metaleve, mund të mësoni nga shembulli i hekurit. Ekziston si:
- alfa-;
- beta;
- gama-;
- forma sigma.
Secili ndryshon nga ai i mëparshmi në strukturën e rrjetës kristalore dhe, në përputhje me rrethanat, në vetitë. Për shembull, forma alfa është ferromagnetike, ndërsa forma beta është paramagnetike.
Në përgjithësi, nga të gjitha metalet e njohura, modifikimet alotropike formojnë vetëm 27 kimikateartikuj.
Alotropia e kallajit
Interesant sepse forma alfa është një pluhur gri që ekziston vetëm në temperatura të ulëta. Forma beta, nga ana tjetër, është metal, e bardhë argjendtë, e butë dhe e lakueshme. Ekziston në temperatura të larta - deri në 161 oС. Një formë ndryshon lehtësisht në një tjetër në kushte natyrore nëse ka një ndryshim në shkallë.
