ALLOTROPY: التحول الخواص والعناصر الرئيسية - كيمياء - 2026

إن الأوتروبيا في الكيمياء هي الميزة التي تمتلك عناصر كيميائية معينة موجودة في عدة أشكال مختلفة ولكن في نفس حالة المادة. يمكن أن يختلف هيكل العناصر اعتمادًا على ترتيبها الجزيئي والظروف التي تتكون فيها ، مثل الضغط ودرجة الحرارة.

فقط عندما يتعلق الأمر بالعناصر الكيميائية ، يتم استخدام كلمة allotropy ، يتم تعيين كل طريقة من الطرق التي يمكن من خلالها العثور على عنصر في نفس المرحلة على أنها allotrope ؛ في حين أنه لا ينطبق على المركبات التي تظهر هياكل بلورية مختلفة ؛ في هذه الحالة يطلق عليه تعدد الأشكال.

تُعرف حالات أخرى ، مثل الأكسجين ، حيث يمكن أن يحدث التآصل كتغيير في عدد ذرات المادة. بهذا المعنى ، هناك فكرة عن اثنين من المتآصلات لهذا العنصر ، والتي تعرف بشكل أفضل باسم الأكسجين (O ₂) والأوزون (O ₃).

التحول المتآصل

كما ذكرنا سابقًا ، فإن التآصل هي الطرق المختلفة التي يمكن من خلالها العثور على نفس العنصر ، لذا فإن هذا الاختلاف في هيكلها يتسبب في ظهور هذه الأنواع بخصائص فيزيائية وكيميائية مختلفة.

وبالمثل ، فإن التحول المتآصل بين عنصر وآخر يحدث بالطريقة التي يتم بها ترتيب الذرات داخل الجزيئات ؛ وهذا هو الشكل الذي نشأ الارتباط به.

يمكن أن يحدث هذا التغيير بين متآصل وآخر لأسباب مختلفة ، مثل التغيرات في ظروف الضغط ودرجة الحرارة وحتى حدوث الإشعاع الكهرومغناطيسي مثل الضوء.

عندما يتم تغيير بنية نوع كيميائي ، يمكن أيضًا تغيير سلوكه ، وتعديل خصائصه مثل التوصيل الكهربائي ، والصلابة (في حالة المواد الصلبة) ، ونقطة الانصهار أو الغليان ، وحتى الصفات الفيزيائية مثل لونه.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون التآصل من نوعين:

- أحادي الاتجاه ، عندما تتمتع إحدى هياكل العنصر باستقرار أكبر من غيرها في جميع الظروف.

- إنثروبي ، عندما تكون الهياكل المختلفة مستقرة في ظروف مختلفة ولكن يمكن أن تحول إحداها إلى أخرى بطريقة قابلة للعكس عند ضغوط ودرجات حرارة معينة.

العناصر التآصلي الرئيسية

على الرغم من وجود أكثر من مائة عنصر معروف في الجدول الدوري ، إلا أنه لا تحتوي جميعها على أشكال متآصلة. يتم عرض أفضل المتآصلات المعروفة أدناه.

كربون

يمثل هذا العنصر ذو الوفرة الكبيرة في الطبيعة الأساس الأساسي للكيمياء العضوية. من المعروف أن العديد من الأنواع المتآصلة من هذا القبيل ، من بينها الماس والجرافيت وأنواع أخرى سيتم الكشف عنها أدناه.

الماس

يُظهر الماس ترتيبًا جزيئيًا في شكل بلورات رباعية السطوح ترتبط ذراتها بروابط مفردة ؛ هذا يعني أنها مرتبة بواسطة تهجين sp ³.

الجرافيت

يتكون الجرافيت من صفائح متتالية من الكربون ، حيث ترتبط ذراته في هياكل سداسية بواسطة روابط مزدوجة ؛ وهذا هو ، مع تهجين sp ².

كاربينو

بالإضافة إلى المتآصلين المهمين المذكورين أعلاه ، وهما أشهر أنواع الكربون ، هناك أنواع أخرى مثل carbyne (مثل الكربون الأسيتيليني الخطي ، LAC ، معروف أيضًا) ، حيث يتم ترتيب ذراته بطريقة خطية عن طريق الروابط الثلاثية ؛ وهذا هو ، مع sp التهجين.

الآخرين

- الجرافين ، الذي يشبه هيكله إلى حد بعيد الجرافيت).

- الفوليرين أو بوكمينستر فوليرين ، والمعروف أيضًا باسم كرة بوكي ، والتي يكون هيكلها سداسي الشكل ولكن ذراتها مرتبة على شكل حلقة.

- الأنابيب النانوية الكربونية ذات الشكل الأسطواني.

- كربون غير متبلور ، بدون هيكل بلوري.

كبريت

يحتوي الكبريت أيضًا على العديد من المتآصلات التي تعتبر شائعة ، مثل ما يلي (تجدر الإشارة إلى أن كل هذه في الحالة الصلبة):

الكبريت المعيني

كما يوحي اسمها ، يتكون هيكلها البلوري من معينات مثمنة الأضلاع ويعرف أيضًا باسم α-sulfur.

الكبريت أحادي الميل

يُعرف باسم β-sulfur ، وهو على شكل منشور مكون من ثماني ذرات كبريتية.

الكبريت المنصهر

ينتج بلورات موشورية مستقرة عند درجات حرارة معينة ، وتشكل إبرًا خالية من اللون.

كبريت البلاستيك

يسمى أيضًا الكبريت ، وله هيكل غير متبلور.

الكبريت السائل

تتميز بخصائص اللزوجة على عكس معظم العناصر ، حيث تنمو في هذا التآصل مع زيادة درجة الحرارة.

مباراة

يوجد هذا العنصر غير المعدني بشكل شائع في الطبيعة بالاقتران مع عناصر أخرى وله العديد من المواد المتآصلة المرتبطة:

الفوسفور الأبيض

إنه مادة صلبة ذات هيكل بلوري رباعي السطوح ولها تطبيقات في المجال العسكري ، حتى أنها تستخدم كسلاح كيميائي.

الفوسفور الأسود

يتمتع بأعلى ثبات بين متآصلات هذا العنصر وهو مشابه جدًا للجرافين.

الفوسفور الأحمر

إنه يشكل مادة صلبة غير متبلورة ذات خصائص مختزلة ولكنها خالية من السمية.

الديفوسفور

كما يوحي اسمها ، فهي مكونة من ذرتين من الفوسفور وهي شكل غازي لهذا العنصر.

الفوسفور البنفسجي

وهي مادة صلبة ذات بنية بلورية بترتيب جزيئي أحادي الميل.

الفوسفور القرمزي

أيضا هيكل صلب غير متبلور.

الأكسجين

على الرغم من كونه أحد العناصر الأكثر شيوعًا في الغلاف الجوي للأرض وأحد أكثر العناصر وفرة في الكون ، إلا أنه يحتوي على عدد قليل من المتآصلات المعروفة ، من بينها ثنائي الأوكسجين وثلاثي الأكسجين.

ديوكسجين

يُعرف الديوكسجين بالاسم البسيط للأكسجين ، وهو مادة غازية ضرورية للعمليات البيولوجية لهذا الكوكب.

ثلاثي أكسجين

يُعرف ثلاثي الأكسجين ببساطة باسم الأوزون ، وهو مادة متآصلة شديدة التفاعل يتمثل دورها الأكثر شهرة في حماية الغلاف الجوي للأرض من مصادر الإشعاع الخارجية.

تتراوكسيجين

إنها تشكل مرحلة صلبة ذات هيكل ثلاثي الزوايا بخصائص الانبثاث.

الآخرين

هناك أيضًا ستة أنواع صلبة أخرى يتشكل منها الأكسجين ، ذات هياكل بلورية مختلفة.

بالطريقة نفسها ، هناك عناصر مثل السيلينيوم والبورون والسيليكون ، من بين عناصر أخرى ، تقدم متآصلات مختلفة وتم دراستها بدرجة أقل أو أكبر من العمق.

المراجع

1. ويكيبيديا. (سادس). التآصل. تعافى من en.wikipedia.org
2. تشانغ ، ر. (2007). الكيمياء ، الطبعة التاسعة. المكسيك: ماكجرو هيل.
3. بريتانيكا ، إي (بدون تاريخ). التآصل. تعافى من britannica.com
4. ThoughtCo. (سادس). تعريف وأمثلة Allotrope. تعافى من thinkco.com
5. Ciach ، R. (1998). السبائك الخفيفة والمركبات المتقدمة. تم الحصول عليها من books.google.co.ve