Органик нэгдлүүдийн олон янз байдлын шалтгаан нь нүүрстөрөгчийн атомууд хоорондоо холбогдож янз бүрийн гинж, мөчлөг үүсгэх чадвартай байдаг. Энэ бол изомеризмын үзэгдэл юм. Мөн энгийн органик бус бодисын олон янз байдлын шалтгаан юу вэ? Аллотропи гэж юу болохыг авч үзвэл энэ асуултад хариулж болно. Төрөл бүрийн хэлбэрийн энгийн нэгдлүүд байгаа нь химийн элементүүдийн ертөнц дэх байгалийн энэхүү үзэгдэлтэй холбоотой юм.
Аллотропи гэж юу вэ?
Та энэ асуултад ингэж хариулж болно. Энэ нь хэд хэдэн энгийн бодис хэлбэрээр ижил химийн элемент оршин тогтнох үзэгдэл юм. Өөрөөр хэлбэл, үелэх системд 118 эс байгаа бол энэ нь байгальд ижил тооны атом байдаг гэсэн үг биш юм. Элемент бүр (бараг бүгд) нэг буюу хэд хэдэн сорт буюу аллотроп өөрчлөлттэй.
Эдгээр бодисууд юугаараа ялгаатай вэ? Энэ үзэгдлийн хоёр үндсэн шалтгаан бий:
- молекул дахь атомын өөр тоо (найрлын аллотропи);
- болор торны тэгш бус бүтэц (хэлбэрийн аллотропи).
Ихэвчлэн энэ ойлголтыг полиморфизм гэдэг нэр томъёотой холбодог. Гэсэн хэдий ч тэдний хооронд ялгаа бий. Аллотропи гэж юу вэ? Эдгээр нь химийн элементийг өөр өөр энгийн бодис болгон өөрчлөх явдал юм. Энэ нь ямар ч нөхцөл байдалд байгаа хамаагүй. Полиморфизм гэдэг нь зөвхөн хатуу талст бодист хамаарах ойлголт юм.
Нэгдлүүдийн төрөл бүрийн аллотроп өөрчлөлтийг нэрний өмнө латин үсгээр тэмдэглэдэг. Альфа нь хамгийн бага хайлах цэг буюу буцлах цэгтэй хэлбэрийн өмнө үргэлж байрладаг. Цаашид цагаан толгойн дарааллаар болон өсөлтийн үзүүлэлтүүд.
Хэдийгээр энгийн бодисуудын үндэс дэх химийн элемент нь ижил боловч өөрчлөлтийн шинж чанар нь бие биенээсээ физик болон химийн аль алинаас нь эрс ялгаатай байдаг. Аллотроп хэлбэр үүсгэх хамгийн хялбар арга:
- метал бус (галоген ба инертийн хийнээс бусад);
- хагас металл.
Металлын аллотропи нь хамгийн бага судлагдсан зүйл юм, учир нь тэд бүгд ийм өөрчлөлтийг дурамжхан үүсгэдэг бөгөөд бүгдийг нь биш. Өнөөдөр нийтдээ 400 гаруй энгийн бодисыг мэддэг. Элементийн исэлдэлтийн төлөв их байх тусам түүнд мэдэгдэж буй аллотроп өөрчлөлтийн тоо их байх болно.
Нүүрстөрөгчийн өөрчлөлтүүд
Нүүрстөрөгчийн аллотропи бол авч үзэж буй үзэгдлийг харуулсан хамгийн түгээмэл бөгөөд гайхалтай жишээ юм. Эцсийн эцэст энэ элемент нь болор торны бүтцээр ялгаатай хэд хэдэн төрлийн нэгдлүүдийг үүсгэх чадвартай байдаг. Үүний зэрэгцээ үүссэн энгийн бодисууд нь шинж чанараараа туйлын туйлшралтай байдаг тул байгалийн шийдвэрт л гайхах болно.
Тиймээс нүүрстөрөгчийн аллотропид дараах өөрчлөлтүүд орно.
- Нүүрстөрөгчийн аллотропи гэж юу болохыг түүний дараагийн хэлбэрээс харж болно, энэ нь өмнөхөөсөө эрс ялгаатай. Энэ бол бал чулуу юм. Цаасан дээр амархан хуулж, шинж тэмдэг үлдээдэг маш зөөлөн бодис. Тиймээс энэ нь энгийн харандаанд зориулсан харандаа үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Энэ хэлбэрийн бүтэц нь зургаан өнцөгт давхаргатай. Давхаргын хоорондох холбоо нь сул, амархан урагддаг, бодисын нягтрал бага байдаг. Графитыг синтетик алмаз үйлдвэрлэх, хатуу тосолгооны материал, электрод үйлдвэрлэх, хуванцар дүүргэгч, мөн цөмийн реакторуудад ашигладаг.
- Фуллерен бол аллотропи байдгийн бас нэг нотолгоо юм. Эдгээр нэгдлүүдийн химийн найрлага нь үнэрт нүүрсустөрөгчийн химийн найрлагатай төстэй юм. Эцсийн эцэст тэдний бүтэц нь хөл бөмбөгийн бөмбөгийг санагдуулам гүдгэр хаалттай полиэдрээр илэрхийлэгддэг. Фуллеренийг технологид хагас дамжуулагч, хэт дамжуулагч нэгдлүүдийг үйлдвэрлэх, фоторезист гэх мэтээр ашигладаг.
- Лонсдейт ба церафит нь нүүрстөрөгчийн өөр хоёр талст аллотропик өөрчлөлт юм. Тэд харьцангуй саяхан нээгдсэн. Шинж чанар нь алмазтай маш төстэй бөгөөд хольц байхгүй тохиолдолд тэд хэд дахин хатуу байж болно.
- Нүүрс ба хөө тортог - бодисын аморф аллотропи. Шатах тослох материал, шүүлтүүр гэх мэтээр ашигладаг. Байгалийн агуулгаараа нүүрстөрөгчийн бүх өөрчлөлтүүдээс хамгийн түгээмэл нь.
Алмаз
Өнөөдөр мэдэгдэж байгаа хамгийн хатуу бодис бөгөөд Mohs-ийн 10 оноотой. талст хэлбэрСүлжээнд хоорондоо зөв холбогдсон тетраэдр тогтоц хэлбэртэй бүтэцтэй нүүрстөрөгч.
Очир нь гэрлийг маш сайн тараах чадвартай тул үнэт эдлэл (алмаз) болгон ашиглах боломжийг олгодог. Хэт хатуулагтай учир зүсэх болон гагнах, өрөмдөх, өнгөлөх, нунтаглах зэрэгт ашигладаг. Өнөөдрийг хүртэл үйлдвэрт ашиглагдаж буй хиймэл алмазыг үйлдвэрлэж эхэлсэн.
Бусад сортууд
Мөн энэ элементийн хэд хэдэн төрөл бий:
- нано хоолой;
- нанохөөс;
- астролен;
- нано шилэн;
- шилэн нүүрстөрөгч;
- графен;
- карбин;
- нанобудс.
Нүүрстөрөгчийн энгийн нэгдлүүдийн оршин тогтнох баталгаагүй боловч сэжигтэй хэлбэрүүд: хаоит, металл нүүрстөрөгч ба дикарбон.
Хүчилтөрөгчийн аллотропи
Энэ металл бус нь хоёр энгийн бодис үүсгэдэг:
- хүчилтөрөгчийн хий (хэвийн нөхцөлд), томъёо нь O2;
- хийн озон, найрлагын эмпирик тусгал нь O3.
Мэдээж энд өөрчлөлтүүд байгаагийн гол шалтгаан нь молекулын найрлагатай холбоотой. Энгийн хүчилтөрөгч нь бүх амьд биетийн амьдралын үндэс (анэроб бактериас бусад) юм. Тэрээр амьдралын бүхий л үйл явцын эрчим хүчний эх үүсвэр болох хийн солилцооны идэвхтэй оролцогч юм. Химийн хувьд энэ нь исэлдүүлэгч бодис бөгөөд түүний тусламжтайгаар олон урвал явагддаг.
Озон нь байгальд үүсдэг буюутусгай лабораторийн суурилуулалт - цахилгаан эрчим хүчний хүчтэй урсацын нөлөөн дор агаар мандлын хүчилтөрөгчөөс озонизатор. Байгалийн нөхцөлд энэ нь аянга юм. Бага сарнисан концентрацид шинэхэн сайхан үнэртэй байдаг (аянгын дараа энэ нь үргэлж агаарт мэдрэгддэг). Энэ нь маш хүчтэй исэлдүүлэгч, цайруулагч, химийн идэвхтэй бодис юм.
Фосфорын өөрчлөлт
Хүчилтөрөгчийн аллотропи нь фосфортой төстэй. Мөн молекул дахь атомын тоо, улмаар химийн холбоо, шинж чанараараа ялгаатай 11 орчим өөр өөр өөрчлөлттэй. Гурван тогтвортой хэлбэр байдаг ба бусад нь байгальд бараг байдаггүй бөгөөд мууддаг.
- Цагаан фосфор. Түүний томьёо нь Р4. Зөөлөн парафинтай төстэй, цагаан эсвэл бага зэрэг шаргал өнгөтэй бодис. Хортой хий болж амархан хайлдаг.
- Улаан фосфор нь тааламжгүй үнэртэй, зуурмагийн масс юм. Томъёо нь R . Энэ бол полимер бүтэц юм.
- Хар фосфор нь хар өнгөтэй, усанд бүрэн уусдаггүй тослог юм.
Металлын өөрчлөлт
Металлын аллотропи гэж юу вэ гэдгийг төмрийн жишээнээс мэдэж болно. Энэ нь дараах байдлаар байна:
- альфа-;
- бета;
- гамма-;
- сигма дүрс.
Тус бүр нь өмнөхөөсөө болор торны бүтэц, үүний дагуу шинж чанараараа ялгаатай. Жишээлбэл, альфа хэлбэр нь ферросоронзон, бета хэлбэр нь парамагнит юм.
Ерөнхийдөө бүх мэдэгдэж буй металлуудаас аллотроп өөрчлөлтүүд нь зөвхөн 27 химийн бодис үүсгэдэг.зүйлс.
Цагаан тугалганы аллотропи
Сонирхолтой, учир нь альфа хэлбэр нь зөвхөн бага температурт байдаг саарал нунтаг юм. Харин бета хэлбэр нь метал, мөнгөлөг цагаан, зөөлөн, уян хатан байдаг. Өндөр температурт байдаг - 161 оС хүртэл. Зэрэгцээ зөрүүтэй тохиолдолд нэг хэлбэр нь байгалийн нөхцөлд амархан нөгөө хэлбэр болж хувирдаг.
