As allotropes são definidas como diferentes formas estruturais de um único elemento químico. Estas formas resultam das diferentes formas como os átomos se podem ligar uns aos outros.
O químico sueco Jöns Jakob Berzelius propôs o conceito de alotrópica em 1841. A palavra “allotropia” provém da palavra grega allotropia, que significa “changeableness”
What Allotropes Are and How They Form
Elements transformam-se de uma allotropia para outra em resposta a mudanças na temperatura, pressão, e mesmo exposição à luz. Os alotrópodes formam-se frequentemente de forma espontânea. Normalmente, a primeira alotrópola sólida a cristalizar a partir de uma solução ou derreter é a menos estável. Este fenómeno é chamado regra de Ostwald ou regra dos passos de Ostwald.
Astropes têm propriedades físicas e químicas diferentes umas das outras. Por exemplo, diamante e grafite (dois alotrópodes de carbono) têm diferentes aparências, valores de dureza, pontos de fusão, pontos de ebulição, e reactividades.
alguns alotrópodes de elementos têm diferentes fórmulas moleculares. Exemplo de forma, o oxigénio (O2) e o ozono (O3) existem como alotrópodes separados nas fases sólida, líquida e gasosa. Alguns elementos têm múltiplos alotrópodes na fase sólida, mas uma forma líquida e gasosa. Outros têm alotrópicos líquidos e gasosos.
Exemplos de alotrópicos
A maioria (possivelmente todos) dos elementos tem alotrópicos. Os elementos com mais alotrópicos são aqueles com múltiplos estados de oxidação. Os alotrópodes de não metais estão entre os mais reconhecidos, porque os não metais tendem a exibir cores. Mas, os metalóides e os metais também formam aloides.
Aqui estão alguns exemplos de aloides de diferentes elementos. Tenha em mente que os investigadores estão sempre a descobrir novas alotrópicas, particularmente as formadas sob altas pressões.
Arótulas de carbono
- Diamond – treliça tetraédrica
- Graphite – folhas de treliça hexagonal
- Graphene – treliça alveolar bidimensional
- Carvão amórfico – nãocristalino
- Lonsdaleite ou diamante hexagonal
- Fullerenos
- Nanotubules
Fósforo Allotropes
- Fósforo branco – tetrafósforo cristalino (P4)
- Fósforo vermelho
- Fósforo violeta – cristais monoclínicos
- Fósforo escarlate
- Fósforo preto
- Fósforo difuso – gasoso P2
Atropos de oxigénio
- Dio-oxigénio (O2) – gás incolor, azul pálido líquido e sólido
- Ozono (O3) – gás azul pálido, azul líquido e sólido
- Tetraoxigénio (O4) – azul claro a rosa
- Octaoxigénio (O8) – cristais vermelhos
- δ-fase – laranja
- ε-fase – preto
- Metálico – formas a pressões extremamente elevadas
Arsénio Allotropes
- Arsénio amarelo – não molecularmetalico As4
- Arsénio cinzento – polimérico As (metalloid)
- Arsénio preto – molecular e não metálico
Atropos de estanho
- α-estanho ou estanho cinzento – também chamado peste de estanho; cristais cúbicos de diamante
- β-tin ou lata branca
- γ-tin – cristais tetragonais centrados no corpo
- σ-Sn – corpo-cristais cúbicos centrados
Iron Allotropes
- α-Fe ou ferrite – cúbico centrado no corpo
- γ- ferro ou austenina – face-cúbico centrado
- δ- ferro – cúbico centrado no corpo
- ε- ferro ou hexaferrum – hexagonal fechado
Allotropism vs Polymorphism
Allotropism refere-se a diferentes formas de elementos químicos puros. Polimorfismo refere-se a diferentes formas de moléculas. Polimorfismo de embalagem é quando as moléculas exibem diferentes estruturas de cristal. Polimorfismo conformacional refere-se a diferentes conformadores da mesma molécula, incluindo isomerização.
P>Polimorfismo é comum em óxidos metálicos binários, tais como CrO2, Fe2O3, e Al2O3. As diferentes formas são chamadas fases e normalmente têm letras gregas para as distinguir. Por exemplo, CrO2 tem uma fase tetragonal α e uma fase ortopédica β phase.
Polimorfismo é comum em produtos farmacêuticos. Muitas vezes, a solubilidade e eficácia terapêutica são muito diferentes para os polimorfos, pelo que a aprovação regulamentar tende a ser para uma única forma.
Dois dos alotrópicos de oxigénio, para O2 e O3, foram dos primeiros a ser reconhecidos. Ostwald considerou a alotropia como sendo um caso especial de polimorfismo. Mas, a maioria dos químicos refere-se a diferentes formas de elementos como alotrópicos e diferentes formas de moléculas como polimorfos. Tecnicamente, o oxigénio molecular (O2) e o ozono (O3) são ambos alotrópicos e polimorfos.
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