Ижил төрлийн атомууд өөр өөр бодисын нэг хэсэг байж болно. "O" тэмдгээр (Латин нэрээр Oxygenium) тэмдэглэсэн элементийн хувьд байгальд түгээмэл байдаг хоёр энгийн бодисыг мэддэг. Тэдний нэгнийх нь томьёо нь O2, хоёр дахь нь O3. Эдгээр нь хүчилтөрөгчийн аллотроп өөрчлөлтүүд (аллотропууд). Тогтворгүй бусад нэгдлүүд байдаг (O4 ба O8). Молекулууд болон бодисын шинж чанарыг харьцуулах нь эдгээр хэлбэрүүдийн ялгааг ойлгоход тусална.
Аллотропик өөрчлөлт гэж юу вэ?
Химийн олон элемент хоёр, гурав болон түүнээс дээш хэлбэрээр байж болно. Эдгээр өөрчлөлт бүр нь ижил төрлийн атомуудаас бүрддэг. Ийм үзэгдлийг анх 1841 онд эрдэмтэн Ж. Берзеллиус аллотропи гэж нэрлэжээ. Нээлттэй зүй тогтлыг анх зөвхөн молекулын бүтцийн бодисыг тодорхойлоход ашигладаг байсан. Жишээлбэл, хүчилтөрөгчийн хоёр аллотроп өөрчлөлтийг мэддэг бөгөөд тэдгээрийн атомууд нь молекул үүсгэдэг. Хожим нь судлаачид талстуудын дунд өөрчлөлт орж болохыг олж мэдэв. Орчин үеийн үзэл баримтлалын дагуу аллотропи бол полиморфизмын нэг тохиолдол юм. Хэлбэрийн хоорондын ялгаа нь механизмаас үүдэлтэймолекул, талст дахь химийн холбоо үүсэх. Энэ онцлог нь үндсэндээ үелэх системийн 13-16-р бүлгийн элементүүдээр илэрдэг.
Атомын янз бүрийн хослолууд бодисын шинж чанарт хэрхэн нөлөөлдөг вэ?
Хүчилтөрөгч болон озоны аллотропик өөрчлөлтийг атомын дугаар 8, ижил тооны электронтой элементийн атомууд үүсгэнэ. Гэхдээ тэдгээр нь бүтцийн хувьд ялгаатай тул шинж чанарын хувьд ихээхэн зөрүүтэй болсон.
| Тэмдгүүд | Хүчилтөрөгч | Озон |
| Молекулын найрлага | 2 хүчилтөрөгчийн атом | 3 хүчилтөрөгчийн атом |
| Барилга |
|
|
| Нэгдсэн байдал, өнгө | Өнгөгүй тунгалаг хий эсвэл цайвар цэнхэр шингэн | Цэнхэр хий, цэнхэр шингэн, хар ягаан хатуу |
| Үнэр | Дутуу | Хурц, аадар бороог санагдуулам, шинэхэн хадсан өвс |
| Хайлах цэг (°C) | -219 | -193 |
| Буцлах цэг (°C) | -183 | -112 |
|
Нягт (г/л) |
1, 4 | 2, 1 |
| Усанд уусах чадвар | Бага зэрэг уусдаг | Хүчилтөрөгчөөс сайн |
| Уур үйлдэл | Хэвийн нөхцөлдтогтвортой | Хүчилтөрөгч үүсгэхийн тулд амархан задардаг |
Харьцуулалтын үр дүнд үндэслэсэн дүгнэлт: Хүчилтөрөгчийн аллотропик өөрчлөлтүүд нь чанарын найрлагаараа ялгаатай байдаггүй. Молекулын бүтэц нь бодисын физик, химийн шинж чанарт илэрдэг.
Хүчилтөрөгч болон озоны хэмжээ байгальд адилхан уу?
Агаар мандал, гидросфер, дэлхийн царцдас, амьд организмд агуулагдах томьёо нь O2 бодис. Агаар мандлын 20 орчим хувь нь хоёр атомт хүчилтөрөгчийн молекулуудаас бүрддэг. Дэлхийн гадаргаас 12-50 км орчим өндөрт давхрага мандалд “озоны дэлгэц” хэмээх давхарга бий. Түүний найрлагыг O3 томъёогоор илэрхийлнэ. Озон нь нарны улаан болон хэт ягаан туяаны аюултай туяаг эрчимтэй шингээх замаар манай гарагийг хамгаалдаг. Бодисын концентраци байнга өөрчлөгдөж байдаг бөгөөд түүний дундаж утга бага байдаг - 0.001%. Тиймээс O2 ба O3 нь байгальд тархалтын хувьд мэдэгдэхүйц ялгаатай аллотропик хүчилтөрөгчийн өөрчлөлтүүд юм.
Хүчилтөрөгч болон озоныг яаж авах вэ?
Молекулын хүчилтөрөгч бол дэлхий дээрх хамгийн чухал энгийн бодис юм. Энэ нь фотосинтезийн үед гэрэлд ургамлын ногоон хэсгүүдэд үүсдэг. Байгалийн болон хиймэл гаралтай цахилгаан цэнэгийн үед хоёр атомт хүчилтөрөгчийн молекул задардаг. Процесс эхлэх температур нь ойролцоогоор 2000 ° C байна. Үүссэн радикалуудын зарим нь дахин нэгдэж, хүчилтөрөгч үүсгэдэг. Зарим идэвхтэй хэсгүүд нь хоёр атомт молекулуудтай урвалд ордогхүчилтөрөгч. Энэ урвал нь озон үүсгэдэг бөгөөд энэ нь хүчилтөрөгчийн чөлөөт радикалуудтай урвалд ордог. Энэ нь хоёр атомт молекулуудыг үүсгэдэг. Урвалын урвуу байдал нь атмосферийн озоны концентрацийг байнга өөрчлөхөд хүргэдэг. Давхарга мандалд O3 молекулуудаас бүрдэх давхарга үүсэх нь нарны хэт ягаан туяатай холбоотой. Энэхүү хамгаалалтын бамбай байхгүй бол аюултай туяа дэлхийн гадаргуу дээр хүрч, бүх амьтдыг устгаж болзошгүй.
Хүчилтөрөгч ба хүхрийн аллотропик өөрчлөлт
Химийн элементүүд O (Хүчилтөрөгч) ба S (Хүхэр) нь үелэх системийн нэг бүлэгт оршдог бөгөөд тэдгээр нь аллотроп хэлбэрийг үүсгэдэг онцлогтой. Хэвийн нөхцөлд янз бүрийн тооны хүхрийн атом бүхий молекулуудаас (2, 4, 6, 8) хамгийн тогтвортой нь титэм хэлбэртэй S8 юм. Ийм 8 атомын молекулуудаас ромбик болон моноклиник хүхэр бүтээгдсэн.
119 °C-ийн температурт шар өнгийн моноклиник хэлбэр нь хүрэн наалдамхай массыг үүсгэдэг - хуванцар өөрчлөлт. Хүхэр ба хүчилтөрөгчийн аллотропик өөрчлөлтийг судлах нь онолын хими болон практик үйл ажиллагаанд чухал ач холбогдолтой юм.
Үйлдвэрийн хэмжээнд янз бүрийн хэлбэрийн исэлдүүлэх шинж чанарыг ашигладаг. Озоныг агаар, усыг ариутгахад ашигладаг. Харин 0.16 мг/м3-аас дээш концентрацитай бол энэ хий нь хүн, амьтанд аюултай. Молекулын хүчилтөрөгч нь амьсгалахад зайлшгүй шаардлагатай бөгөөд үйлдвэрлэл, анагаах ухаанд ашиглагддаг. Нүүрстөрөгчийн аллотропууд нь эдийн засгийн үйл ажиллагаанд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.(алмаз, бал чулуу), фосфор (цагаан, улаан) болон бусад химийн элементүүд.
