Что такое аллотропия

Аллотропия — это способность химических элементов находиться в виде двух и более простых веществ. Она связана с различным числом атомов в молекуле или со строением кристаллической решетки.

Аллотропия

Существует более 400 аллотропических разновидностей простых веществ. Однако точная причина, объясняющая такого рода видоизменения, до сих пор не выявлена. В молекулах подобных модификаций, как правило, разное количество атомов и строение кристаллических решеток, вследствие чего и отличаются физические свойства этих веществ. Найдены аллотропные модификации мышьяка, стронция, селена, сурьмы, при высоких температурах - железа и многих других элементов. Склонность к аллотропии ярче проявляется у неметаллов. Исключение составляют галогены и благородные газы, и полуметаллы.

Аллотропные модификации

- Фосфор. Изучены 11 аллотропных модификаций фосфора, в том числе белого, красного и черного. Все они различаются по физическим свойствам. Белый фосфор светится в темноте и может самовоспламеняться, в то время как красный не воспламеняется, не обладает свечением и не ядовит.
- Углерод. Издавна установлен факт, что алмаз и уголь при сгорании образуют углекислый газ. Отсюда следует, что в их состав входит один и тот же элемент — углерод. У углерода существует много форм связывания атомов между собой, поэтому невозможно точно сказать о числе его модификаций. К наиболее известным относятся - графит, алмаз, карбин, лонсдейлит, фуллерены углеродные.
- Сера. Аналогичное отличие характеризует молекулы двух разновидностей серы. Разница между молекулами серы заключается в том, что атомы восьмивалентной серы образуют восьмичленное кольцо, а молекулы шестивалентной выстраиваются в линейные цепочки из шести атомов серы. При нормальных условиях все модификации серы переходят в ромбическую.
- Кислород. У кислорода существуют две аллотропные модификации: кислород и озон. Кислород не имеет цвета и запаха. Озон обладает специфическим запахом, бледно-фиолетовым цветом и является бактерицидным веществом.
- Бор. У бора более 10 аллотропных модификаций. Существует аморфный бор в виде бурого порошка и черный кристаллический. Физические свойства этих веществ различны. Так реакционная способность аморфного бора гораздо выше, чем кристаллического.
- Кремний. Две стержневые модификации кремния – это аморфная и кристаллическая. Существует поликристаллический и монокристаллический кремний. Различие их заключается в строении кристаллических решеток.
- Сурьма. Изучены четыре металлические и три аморфные аллотропные модификации сурьмы: взрывчатая, чёрная и жёлтая. Металлические модификации существуют при разном давлении. Из аморфных самая устойчивая форма - серебристо-белого цвета с синеватым оттенком.