Alotropia: Transformação Alotrópica e Elementos Principais

A alotropia na química é a característica que certos elementos químicos possuem ao se apresentarem de várias formas diferentes, mas no mesmo estado de agregação da matéria. A estrutura dos elementos pode variar dependendo de seu arranjo molecular e das condições em que são formados, como pressão e temperatura.

Somente quando se trata de elementos químicos é usada a palavra alotropia, cada uma das maneiras pelas quais um elemento na mesma fase pode ser encontrado é designado como alótropo; enquanto que para compostos que exibem diferentes estruturas cristalinas, ele não se aplica; Neste caso, é chamado polimorfismo.

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Outros casos, como o oxigênio, são conhecidos nos quais a alotropia pode ocorrer como uma alteração no número de átomos na substância. Nesse sentido, existe a noção de dois alótropos desse elemento, mais conhecidos como oxigênio (O 2 ) e ozônio (O 3 ).

Transformação alotrópica

Como mencionado anteriormente, os alótropos são as diferentes maneiras pelas quais o mesmo elemento pode ser encontrado; portanto, essa variação em sua estrutura faz com que essas espécies se apresentem com características físicas e químicas diferentes.

Além disso, a transformação alotrópica entre um elemento e outro é dada pela maneira como os átomos são ordenados dentro das moléculas; isto é, a maneira pela qual o link se origina.

Essa alteração entre um alótropo e outro pode ocorrer por diferentes razões, como alterações nas condições de pressão, temperatura e até a incidência de radiação eletromagnética, como a luz.

Quando a estrutura de uma espécie química é alterada, ela também pode mudar seu comportamento, modificando propriedades como condutividade elétrica, dureza (no caso de substâncias sólidas), ponto de fusão ou ebulição e até qualidades físicas como sua cor.

Além disso, a alotropia pode ser de dois tipos:

– Monotrópico, quando uma das estruturas do elemento possui maior estabilidade que as demais em todas as condições.

– Enanthropic, quando as diferentes estruturas são estáveis ​​sob condições diferentes, mas podem ser transformadas de forma reversível entre si a determinadas pressões e temperaturas.

Principais elementos alotrópicos

Embora existam mais de cem elementos conhecidos na tabela periódica, nem todos eles têm formas alotrópicas. Abaixo estão os elementos alotrópicos mais conhecidos.

Carbono

Este elemento de grande abundância na natureza representa a base fundamental da química orgânica. Várias espécies alotrópicas disso são conhecidas, entre as quais diamante, grafite e outras que serão expostas abaixo.

Diamond

O diamante mostra um arranjo molecular na forma de cristais tetraédricos cujos átomos estão ligados por ligações simples; Isso significa que eles são organizados por hibridação sp 3 .

Grafite

A grafite é formada por folhas de carbono consecutivas, onde seus átomos estão ligados em estruturas hexagonais por ligações duplas; isto é hibridado sp 2 .

Carabina

Além dos dois alótropos importantes mencionados acima, que são os mais conhecidos do carbono, existem outros, como a carabina (como também é conhecido como carbono acetilênico linear, LAC), onde seus átomos são organizados de maneira linear por meio de ligações triplas; isto é, com hibridação sp .

Outros

– Grafeno, cuja estrutura é muito semelhante à da grafite).

– Fulereno ou buckminsterfullereno, também conhecido como buckybalon, cuja estrutura é hexagonal, mas seus átomos estão dispostos na forma de um anel.

– Nanotubos de carbono, cilíndricos.

– Carbono amorfo, sem estrutura cristalina.

Enxofre

O enxofre também possui vários alótropos considerados comuns, como os seguintes (deve-se notar que todos eles estão em estado sólido):

Enxofre Rhombic

Como o nome diz, sua estrutura cristalina é formada por losangos octogonais e também é conhecida como α-enxofre.

Enxofre monoclínico

Conhecido como enxofre β, tem a forma de um prisma composto por oito átomos de enxofre.

Enxofre fundido

Ele origina cristais prismáticos estáveis ​​a certas temperaturas, formando agulhas que não têm cor.

Enxofre plástico

Também chamado de enxofre, possui uma estrutura amorfa.

Enxofre líquido

Possui características de viscosidade contrárias à maioria dos elementos, pois neste alótropo aumenta com o aumento da temperatura.

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Fósforo

Este elemento não metálico é comumente encontrado na natureza em combinação com outros elementos e possui várias substâncias alotrópicas associadas:

Fósforo branco

É um sólido com uma estrutura cristalina em forma de tetraedro e tem aplicações no campo militar, sendo usado mesmo como arma química.

Fósforo preto

Possui a maior estabilidade entre os alótropos desse elemento e é muito semelhante ao grafeno.

Fósforo vermelho

Forma um sólido amorfo com propriedades redutoras, mas sem toxicidade.

Diphosphorus

Como o nome indica, é formado por dois átomos de fósforo e é uma forma gasosa desse elemento

Partida violeta

É uma estrutura cristalina sólida com arranjo molecular do tipo monoclínico.

Fósforo Escarlate

Estrutura amorfa também sólida.

Oxigênio

Apesar de ser um dos elementos mais comuns na atmosfera da Terra e um dos elementos mais abundantes no universo, possui poucos alótropos conhecidos, dentre os quais se destacam o dioxigênio e o triioxígeno.

Dioxigênio

O dioxigênio é mais conhecido pelo nome simples de oxigênio, uma substância gasosa essencial para os processos biológicos deste planeta.

Trioxygen

O triioxígeno é mais conhecido simplesmente como ozônio, um alótropo de grande reatividade cuja função mais famosa é proteger a atmosfera da Terra de fontes externas de radiação.

Tetraoxigênio

Forma uma fase sólida da estrutura trigonal com características de metaestabilidade.

Outros

Seis outras espécies sólidas que formam oxigênio, com diferentes estruturas cristalinas, também se destacam.

Da mesma forma, existem elementos como selênio, boro, silício, entre outros, que possuem diferentes alótropos e foram estudados com profundidade menor ou maior.

Referências

  1. Wikipedia (sf). Alotropia Recuperado de en.wikipedia.org
  2. Chang, R. (2007). Química, nona edição. México: McGraw-Hill.
  3. Britannica, E. (sf). Alotropia Obtido em britannica.com
  4. ThoughtCo. (sf). Definição e exemplos de alótropos. Recuperado de thoughtco.com
  5. Ciach, R. (1998). Ligas e compósitos leves avançados. Obtido em books.google.co.ve

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