آلوتروپ چیست؟

معرفی مفاهیم و چند مثال

عبارت آلوتروپ به اشکال مختلف یک عنصر شیمیایی اشاره دارد که حالت فیزیکی متفاوتی دارند. اختلاف در شکل فیزیکی به روش مختلف پیوستن اتمها به هم در شبکه بلوری آلوتروپها مربوط می شود. جونز ژاکوب برزیلیوس دانشمند بزرگ سوئدی در 1841 برای اولین بار مفهوم الوتروپ را عرضه کرد.

آلوتروپها با وجود فرمول شیمیایی یکسان می‌توانند خواص شیمیایی و فیزیکی بسیار متفاوتی داشته باشند. برای مثال گرافیت و الماس دو آلوتروپ معروف کربن هستند که به حالت جامد وجود دارند. گرافیت نرم و مشکی رنگ است در حالی که الماس بسیار سخت و شفاف است. آلوتروپهای فسفر رنگهای متفاوتی همچون قرمز، زرد و سفید دارند. با قرار دادن یک عنصر در معرض فشار، دما یا نور شدید ممکن است نوع آلوتروپ تغییر کند، برای مثال گرافیت در دما و فشار بالا به الماس تبدیل می‌شود.

در الماس اتمهای کربن در یک شبکه بلوری چهار وجهی به سختی به هم پیوسته اند در حالی که در گرافیت یک شبکه مسطح شش ضلعی لایه ای دارند و این لایه ها با نیوی ضعیف واندروالس به هم پیوسته اند. برا یشکستن مقاومت اتمهای کربن در شبکه چهار وجهی الماس نیروی بسیار زیادی لازم است در حالی که با مختصر نیرویی، لایه های مسطح گرافیت از هم جدا شده و بر سطح ماده (مانند کاغذ) اثری بجای می‌گذارند.

گاز اکسیژن O₂ و ازن O₃ آلوتروپهای عنصر اکسیژن هستند. در حالی که گاز اکسیژن ماده اصلی تنفس و حیات است ازن فعالیت شیمیایی شدیدی دارد و قابل تنفس نیست.

آلوتروپیسم را نباید با پلی مورفیسم اشتباه گرفت. آلوتروپیسم به معنای وجود ساختارهای مختلف اتمی یک عنصر خالص است در حالی که پلی مورفیسم به اشکال مختلف بلوری مواد مرکب گفته می‌شود.

منبع:

https://www.thoughtco.com/allotrope-definition-in-chemistry-606370