Органикалык кошулмалардын көп түрдүүлүгүнүн себептери көмүртек атомдорунун бири-бири менен байланышып, ар кандай чынжырларды жана циклдерди пайда кылуу жөндөмдүүлүгү болуп саналат. Бул изомерия кубулушу. Ал эми жөнөкөй органикалык эмес заттардын көп түрдүүлүгүнүн себеби эмнеде? Бул суроого аллотропия эмне экенин карап чыгуу менен жооп берүүгө болот экен. Жөнөкөй кошулмалардын ар кандай формаларынын болушу химиялык элементтер дүйнөсүндөгү ушул табигый кубулуш менен байланыштуу.
Аллотропия деген эмне?
Бул суроого ушинтип жооп берсеңиз болот. Бул бир эле химиялык элементтин бир нече жөнөкөй заттар түрүндө болушунун кубулушу. Башкача айтканда, мезгилдик системада 118 клетка бар болсо, анда бул жаратылышта бирдей сандагы атомдор бар дегенди билдирбейт. Элементтердин ар биринде (дээрлик бардыгында) бир же бир нече сорттор же аллотроптук модификациялар бар.
Бул заттар эмнеси менен айырмаланат? Бул көрүнүштүн эки негизги себеби бар:
- молекуладагы атомдордун ар кандай саны (курамдык аллотропия);
- кристалл торчосунун бирдей эмес түзүлүшү (форманын аллотропиясы).
Көбүнчө бул түшүнүк полиморфизм термини менен байланышкан. Бирок, алардын ортосунда айырма бар. Аллотропия деген эмне? Булар химиялык элементтин ар кандай жөнөкөй заттарга өзгөртүлүшү,заттын кандай абалда экендигине карабастан. Полиморфизм катуу кристаллдык заттарга гана тиешелүү түшүнүк.
Бирикмелердин ар кандай аллотроптук модификациялары, адатта, алардын аталышынын алдында латын тамгалары менен белгиленет. Альфа дайыма эң төмөн эрүү, кайноо температурасына ээ форманын алдына коюлат. Тиешелүүлүгүнө жараша алфавиттик жана өсүү көрсөткүчтөрү.
Жөнөкөй заттардын негизиндеги химиялык элемент бирдей болгонуна карабастан, модификациялардын касиеттери бири-биринен физикалык да, химиялык жактан да олуттуу айырмаланат. Аллотропиялык формаларды түзүүнүн эң оңой жолу:
- металл эместер (галогендерден жана инерттүү газдардан тышкары);
- жарым металлдар.
Металлдардын аллотропиясы эң аз изилденген, анткени алар мындай модификацияларды бардыгын эмес, каалабастан түзүшөт. Жалпысынан бүгүнкү күндө жөнөкөй заттардын 400дөн ашык түрдүү формалары белгилүү. Элементке мүнөздүү кычкылдануу даражалары канчалык көп болсо, ал үчүн белгилүү болгон аллотроптук модификациялардын саны ошончолук жогору болот.
Көмүртектин модификациялары
Көмүртектин аллотропиясы каралып жаткан кубулушту чагылдырган эң кеңири таралган жана айкын мисал. Анткени, дал ушул элемент кристалл тордун түзүлүшү боюнча айырмаланган кошулмалардын бир нече түрүн түзүүгө жөндөмдүү. Ошол эле учурда, пайда болгон жөнөкөй заттардын касиеттери ушунчалык полярдуу болгондуктан, табияттын чечимдерине таң калууга болот.
Демек, көмүртектин аллотропиясы төмөнкү модификацияларды камтыйт.
- Көмүртектин аллотропиясы кандай экенин анын мурунку формасынан кескин түрдө айырмаланган кийинки түрүндө көрүүгө болот. Бул графит. Кагазда оңой сыйпалап, мүнөздүү из калтыра турган өтө жумшак зат. Ошондуктан, ал жөнөкөй карандаш үчүн карандаш жетелейт өндүрүү үчүн колдонулат. Бул форманын түзүлүшү алты бурчтуу катмарлуу. Кабаттардын ортосундагы байланыштар начар, оңой үзүлөт, заттын тыгыздыгы төмөн. Графит синтетикалык алмаздарды өндүрүүдө, катуу майлоочу материал катары, электроддорду өндүрүү үчүн, пластмассада толтургуч катары, ошондой эле ядролук реакторлордо колдонулат.
- Фуллерендер аллотропиянын бар экендигинин дагы бир далили. Бул кошулмалардын химиясы ароматтык углеводороддордун химиясына окшош. Анткени, алардын түзүмү футбол тобун эске салган томпок жабык көп кырдуулар менен берилген. Фуллерендер технологияда жарым өткөргүч катары, өтө өткөргүч кошулмаларды алуу үчүн, фоторезист катары жана башкалар колдонулат.
- Лонсдалейт жана ceraphite көмүртектин дагы эки кристаллдык аллотропиялык модификациясы. Алар салыштырмалуу жакында эле ачылган. касиеттери алмазга абдан окшош, аралашмалар жок болгондо алар бир нече эсе катуураак болушу мүмкүн.
- Көмүр жана көө - заттардын аморфтук аллотропиясы. Күйүүчү май, майлоочу май, фильтр жана башкалар катары колдонулат. Табияттагы мазмуну боюнча, көмүртектин бардык модификацияларынын эң кеңири таралганы.
Бриллиант
Бүгүн белгилүү болгон эң катуу зат, Mohs шкаласы боюнча 10 баллга бааланган. кристаллдык формакөмүртек, анын түзүлүшү тармакта туура туташкан тетраэдрдик түзүлүштөрдүн формасына ээ.
Бриллиант жарыкты абдан жакшы чачат, бул аны зергер (бриллиант) катары колдонууга мүмкүндүк берет. Өтө катуу болгондуктан кесүү жана ширетүүдө, бургулоодо, жылмалоодо жана майдалоодо колдонулат. Бүгүнкү күндө өнөр жайда колдонулуучу жасалма алмаз өндүрүү жолго коюлган.
Башка сорттор
Бул элементтин дагы бир нече түрлөрү бар:
- нанотүтүкчөлөр;
- nanofoams;
- астролендер;
- нанобулалар;
- айнектүү көмүртек;
- графендер;
- карабин;
- nanobuds.
Жөнөкөй көмүртек кошулмаларынын бар экендигинин ырасталбаган, бирок шектүү формалары: хаоит, металл көмүртек жана дикарбон.
Кычкылтектин аллотропиясы
Бул металл эмес эки жөнөкөй затты түзөт:
- кычкылтек газы (кадимки шарттарда), анын формуласы O2;
- газ түрүндөгү озон, анын курамынын эмпирикалык чагылдырылышы O3.
Албетте, бул жерде модификациялардын болушунун негизги себеби молекуланын курамында. Кадимки кычкылтек бардык тирүү жандыктардын (анаэробдук бактерияларды кошпогондо) жашоосунун негизин түзөт. Ал газ алмашуунун активдүү катышуучусу, бардык жашоо процесстери үчүн энергия булагы. Химиялык тил менен айтканда, бул кычкылдандыргыч агент, анын жардамы менен көптөгөн реакциялар жүргүзүлөт.
Озон жаратылышта пайда болот жеатайын лабораториялык установкалар - электр энергиясынын күчтүү разрядынын таасири астында атмосфералык кычкылтектен озонизаторлор. Табигый шарттарда бул чагылган. Төмөн диффузиялык концентрацияларда ал жаңылыктын жагымдуу жыты бар (чар-чапкындан кийин ал дайыма абада сезилет). Бул абдан күчтүү кычкылдандыргыч, агартуучу, химиялык жактан активдүү.
Фосфордагы өзгөрүүлөр
Кычкылтектин аллотропиясы фосфордукуна окшош. Ал ошондой эле молекуладагы атомдордун саны, демек, химиялык байланыш жана касиеттери боюнча айырмаланган 11ге жакын түрдүү модификацияга ээ. Табиятта дээрлик кездешпеген жана чириген үч туруктуу формасы жана калгандары бар.
- Ак фосфор. Анын формуласы Р4. жумшак парафинге окшош, ак же бир аз саргыч түстөгү зат. Уулуу газга оңой эрип кетет.
- Кызыл фосфор - жагымсыз жыты бар паста сымал масса. Формула R . Бул полимердик түзүлүш.
- Кара фосфор тийүү үчүн майлуу, кара түстөгү жана сууда толук эрибейт.
Металлдардын модификациялары
Металлдардын аллотропиясы эмне экенин темирдин мисалынан билүүгө болот. Ал төмөнкүдөй бар:
- альфа-;
- бета;
- гамма-;
- сигма фигуралары.
Ар бири мурункусунан кристалл торчосунун түзүлүшү жана ошого жараша касиеттери боюнча айырмаланат. Мисалы, альфа формасы ферромагниттик, ал эми бета формасы парамагниттик.
Жалпысынан бардык белгилүү металлдардын ичинен аллотроптук модификациялар 27 гана химиялык затты түзөт.нерселер.
Калайдын аллотропиясы
Кызыктуу, анткени альфа формасы төмөн температурада гана бар боз порошок. Бета формасы, экинчи жагынан, металл, күмүш ак, жумшак жана ийкемдүү. Жогорку температурада бар - 161 оС чейин. Табигый шарттарда бир форма экинчисине оңой өзгөрөт, эгерде даража айырмасы болсо.
