Tabla de Contenidos
Bir allotrop, saf bir elementi bulabileceğimiz veya hazırlayabileceğimiz farklı kararlı formların her biridir . Yani, allotroplar, elemental maddelerin doğal veya sentetik olarak meydana geldiği farklı formlardır. Bir allotropun yaygın bir örneği, karbon elementinin elde edilebileceği formlardan biri olan grafittir.
Karbonun bir diğer önemli allotropu, yaşamın temelini oluşturan elementin son derece sert, şeffaf bir kristal formu olan elmastır. Sentetik (yapay olarak sentezlenmiş) elementler dışında, periyodik tablodaki her element, genellikle birkaç tane olmasına rağmen, en az bir allotropa sahiptir. Bu allotroplardan bazıları değersiz olabilirken, grafit karbon ve elmas karbon arasındaki farkın gösterdiği gibi diğerleri son derece değerli olabilir.
Allotropların özellikleri ve özellikleri
fiziki ozellikleri
Karbon örneği, allotropların çok önemli bir yönünü göstermektedir; bu, bunların kökten zıt fiziksel ve kimyasal özelliklere ve özelliklere sahip olabilmeleridir.
Örneğin karbon grafit elektriksel olarak iletken bir malzemedir, çok yumuşaktır, sürekli değiş tokuş edilen tekli ve çiftli bağlar vasıtasıyla birbirine bağlanmış sp2 hibridizasyonuna sahip karbon atomlarından oluşan tabakalar veya levhalar şeklinde bir yapıya sahiptir . rezonans.
Bunun yerine, elmas bildiğimiz en sert malzemedir. Her bir karbon atomunun aynı anda tekli kovalent bağlar vasıtasıyla diğer dört atoma bağlandığı üç boyutlu bir kristal kafes tarafından oluşturulur. Bu özellik, elması bilinen en iyi elektrik yalıtkanlarından biri yapar (iletken olan grafitin aksine).
Kimyasal özellikler
Allotroplar ayrıca sıklıkla belirgin şekilde farklı kimyasal özelliklere sahiptir. Örneğin fosfor, beyaz, kırmızı ve siyah fosforun en yaygın olduğu çeşitli allotroplar şeklinde bulunabilir. Beyaz ve kırmızı fosfor, tetrahedral geometriye sahip benzer fosfor atomlarına sahiptir. Bununla birlikte, beyaz fosfor son derece zehirli ve oldukça yanıcıdır, havadaki oksijenle temas ettiğinde kendiliğinden tutuşur. Bu, el bombaları gibi belirli patlayıcılarda fitil olarak kullanışlı olmasını sağlar.
Bunun yerine, kırmızı fosfor çok daha kararlıdır. Yangına neden olmadan hava ile temas edebilir. Öte yandan, siyah fosfor yalnızca yüksek basınç ve 200 °C’nin üzerindeki sıcaklıklarda oluşur, ancak bir kez oluştuktan sonra soğutulabilir ve kırmızı fosfordan bile daha kararlıdır.
fiziksel durum
Önceki bölümde bahsedilen fosfor allotroplarının örneklerinin tümü oda sıcaklığında katıdır. Bununla birlikte, allotroplar diğer toplama durumlarında da bulunabilir. Örneğin, belirtilen üç katı izotopa (ve en az bir o kadar daha fazlasına) ek olarak fosfor , her tepe noktasında bir fosfor ile dört yüzlü bir yapı oluşturan P4 formülünün gaz halindeki bir allotropu olarak da bulunabilir .
kristal yapı
Son olarak, allotroplar kristal yapılarına göre de birbirlerinden ayırt edilebilirler. Karbonun, belirgin şekilde farklı özelliklere yol açan iki çok farklı türde üç boyutlu yapıyı nasıl oluşturabildiğini daha önce görmüştük. Buna ek olarak, bazı allotroplar da iyi tanımlanmış bir kristal yapıya sahip olmayabilir, bu durumda amorf allotroplar olarak adlandırılırlar.
Makroskopik bir bakış açısından, amorf allotropları tanımak kolaydır, çünkü yüzeylerinde çok düzenli bir iç yapı olduğunu düşündüren hiçbir faset veya tanımlanmış yapı gözlenmez.
Bununla birlikte, mikroskobik olarak, amorf katılar genellikle farklı boyutlarda ve hatta farklı yerel kristal yapılarda çok sayıda küçük kristalli katıların bir karışımıdır.
allotropların önemi
Bir elementin allotropisi birçok açıdan son derece önemli hale gelebilir. Bazı allotropların diğerlerinden daha kararlı olması, ilgili elementin taşınması ve işlenmesi için onları tercih edilir kılar. Öte yandan, bazı allotroplar, diğer allotropların sahip olmadığı arzu edilen özelliklere sahiptir.
Yukarıdakilere bir örnek, elmasın sertliği, grafitin iletkenliği ve karbon nanotüpleri oluşturan başka bir çok önemli karbon allotropunun sertlik ve iletkenlik kombinasyonudur.
Öte yandan, bir allotropun diğerine dönüştürülmesi, farklı elementlerin birçok endüstriyel uygulaması için gerekli olabilir. Örneğin silikon, elektronik endüstrisindeki en önemli elementlerden biridir. Tüm elektronik cihazlarımıza güç sağlayan tüm mikroçiplerin ve işlemcilerin temelini oluşturan yarı iletkendir. Bununla birlikte, silikon iki allotropik formda bulunabilir: amorf silikon ve kristal silikon.
Amorf silikon, düşük maliyetli güneş panellerinin imalatında yarı iletken olarak kullanılırken, mikroçiplerin imalatı için sadece monokristal silikon kullanılabilir, yani tüm atomların mükemmel bir şekilde sıralandığı dev bir tek silikon kristaline ihtiyaç vardır. her bir mikroçipin devrelerinin parçası olan kalıpları yaratmak için.
Yaygın allotrop örnekleri
Doğal karbon allotropları:
karbon grafit
elmas karbon
grafen
tek duvarlı karbon nanotüpler
çift cidarlı karbon nanotüpler
çok duvarlı karbon nanotüpler
Buckminsterfulerene veya C 60 gibi fullerenler
Doğal oksijen allotropları:
Atomik oksijen (O)
Gaz halinde veya moleküler oksijen (O 2 )
Ozon ( O3 )
Tetraoksijen (O 4 )
katı oksijen O 8
Azotun doğal allotropları:
Gazlı moleküler nitrojen ( N2 )
kübik katı nitrojen
altıgen katı nitrojen
Borun doğal allotropları:
Amorf Bor (kahverengi toz)
α-eşkenar dörtgen boron
β-eşkenar dörtgen boron
boro-γ kaya tuzu
Borofenler (grafene benzer ancak karbon yerine bordan yapılmış yapılar)
Referanslar
Bolivar, G. (2019, 10 Temmuz). Bor: tarihçesi, özellikleri, yapısı, kullanımları . müebbet https://www.lifeder.com/boro/
Chang, R. ve Goldsby, K. (2013). Kimya (11. baskı). McGraw-Hill Interamericana de España SL
Educaplus.org. (t.d.). Öğe özellikleri . http://www.educaplus.org/elementos-quimicos/propiedades/alotropos.html
Çiçekler, G. (2021, 11 Haziran). Azotun allotropik formları nelerdir? The-Answer.com. https://la-respuesta.com/preguntas-comunes/cuales-son-las-formas-alotropicas-del-nitrogeno/