Аллотропи

Аллотропи (Грек: allos - өөр, ондоо; tropos - төрх, байдал) нь нэг химийн элементийн үүсгэж буй хоорондоо ялгаатай хоёр буюу түүнээс олон төрлүүд юм. Өөрөөр хэлбэл эдгээр аллотропиудыг бүрдүүлэгч атомууд нь ижил боловч, эдгээр атомуудын хоорондоо холбогдох орон торын бүтэц нь өөр байна.

Нүүрстөрөгчийн 2 аллотропи болох алмааз ба бал чулуу. Эдгээр нь хоёул цэвэр нүүрстөрөгчөөс тогтох боловч, нүүрстөрөгчийн атомууд нь хоорондоо өөр структураар холбогдсон байна.

Жишээлбэл, нүүрстөрөгчийн нь хоёр аллотропи болох алмааз ба бал чулуу нь байгаль дээр түгээмэл тааралдана. Энэ хоёр эрдэс хоёул дан нүүрстөрөгчийн атомоос тогтоно. Гэхдээ алмаазийг үүсгэгч нүүрстөрөгчийн атомууд нь хоорондоо тетраэдр байдлаар, харин бал чулууг үүсгэгч нүүрстөргөчийн атомууд гексагональ байдлаар холбогдоно.

Аллотропи гэдэг ойлголтыг зөвхөн ижил фаз, эсвэл ижил төлөвт байгаа элементийн хувьд хэрэглэнэ. Өөрөөр хэлбэл хатуу, шингэн, хийн төлөв дэх элементүүдийг аллотропи гэж нэрлэхгүй. Зарим элементүүдийн хувьд, аллотропиуд нь өөр химийн томъёотой байж болно. Жишээлбэл, хүчилтөрөгчийн 2 аллотропи болох хүчилтөрөгч (O₂) ба озон (O₃) нь хатуу, шингэн, хийн төлөвт оршино. Эсрэгээр, зарим элементүүдийн аллотропиуд нь өөр өөр бодисын төлөвт тогтвортой байж чадахгүй. Жишээлбэл, фосфор нь хатуу төлөвт нилээд олон тооны аллотропитой боловч, шингэн төлөвт бүх аллотропиуд нь P₄ болон хувирна.

Шинж чанар

Ижил элементийн аллотропиуд нь өнгө, үнэр, хатуулаг, цахилгаан ба дулаан дамжуулах зэрэг физик, химийн шинж чанараараа ялгаатай байна.

Аллотропийн төрлүүд нь тодорхой даралт, температурын нөхцөлд үүснэ. Жишээлбэл, төмрийн нэг төрөл болох голдоо төвтэй куб структур бүхий феррит нь >906 °C-д талдаа төвтэй куб структур бүхий аустинит рүү шилжинэ.

Зарим түгээмэл аллотропиуд

Металл бус болон хагас металл элементүүд аллотропи олонтой байна.

Аллотропийн түгээмэл жишээ:

Нүүрстөрөгч:

• Алмааз - Маш хатуу, тунгалаг талст, нүүрстөрөгчийн атомууд тетраэдр хэлбэрээр холбогдон үүсгэнэ. Цахилгаан муу дамжуулна. Дулаан сайн дамжуулна.
• Бал чулуу - зөөлөн, хар өнгөтэй эрдэс. Цахилгаан дамжуулалт дунд зэрэг. Нүүрстөргчийн атомууд гексагональ хэлбэрээр холбогдож хуудаслаг бүтэц үүсгэнэ.
• Фуллерен - (C₆₀)

Фосфор:

• Улаан фосфор - хатуу полимер
• Цагаан фосфор - хатуу талст
• Хар фосфор - хагас дамжуулагч, бал чулуутай төстэй

Хүчилтөрөгч:

• Дихүчилтөрөгч, O₂ - өнгөгүй
• озон, O₃ - цэнхэр
• тетрахүчилтөрөгч, O₄ - red

Хүхэр:

• Аморф хүхэр - хатуу полимер
• Ромбо хүхэр - S₈ молекулаас тогтсон талст
• Моноклин хүхэр - зүү хэлбэрийн нарийн талст
• Молекул хүхэр - S₇ ба S₁₂ томъёо бүхий цагираг хэлбэрийн молекул

Гадаад холбоос

• Allotrope in IUPAC Compendium of Chemical Terminology, Electronic version, http://goldbook.iupac.org/A00243.html. Accessed March 2007.