Хэрэглэгч:Tsogo3/Ноорог/Үндсэн өгүүллэгээс/Аллотропи

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

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 структур нь өөр 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 дихүчилтөрөгч (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.

Түүх

The concept of allotropy was originally proposed in 1841 by the Swedish scientist Baron Jons Jakob Berzelius (1779-1848) who offered no explanation. After the acceptance of Avogadro's hypothesis in 1860 it was understood that elements could exist as polyatomic molecules, and the two allotropes of oxygen were recognized as O₂ and O₃. In the early 20th century it was recognized that other cases such as carbon were due to differences in crystal structure.

By 1912, Ostwald noted that the allotropy of elements is just a special case of the phenomenon of polymorphism known for compounds, and proposed that the terms allotrope and allotropy be abandoned and replaced by polymorph and polymorphism. Although many other chemists have repeated this advice, IUPAC and most chemistry texts still favour the usage of allotrope and allotropy for elements only.

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.

Аллотропиуд Typically, elements capable of variable coordination number and/or oxidation states tend to exhibit greater numbers of allotropic forms. Another contributing factor is the ability of an element to catenate. Allotropes are typically more noticeable in non-metals and metalloids.

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

Plutonium has six distinct solid allotropes under "normal" pressures. Their densities vary within a ratio of some 4:3, which vastly complicates all kinds of work with the metal (particularly casting, machining, and storage). A seventh plutonium allotrope exists at very high pressures, which adds further difficulties in exotic applications.

Гадаад холбоос

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