ALLOTROPY: BIẾN ĐỔI DỊ HƯỚNG VÀ CÁC YẾU TỐ CHÍNH - HÓA HỌC - 2026

Các alotropía trong hóa học là tính năng mà có nguyên tố hóa học nào đó hiện diện trong hình thức khác nhau nhưng trong cùng một trạng thái của vật chất. Cấu trúc của các nguyên tố có thể khác nhau tùy thuộc vào sự sắp xếp phân tử của chúng và điều kiện hình thành chúng, chẳng hạn như áp suất và nhiệt độ.

Chỉ khi nói đến các nguyên tố hóa học, từ allotropy mới được sử dụng, chỉ mỗi cách mà một nguyên tố có thể được tìm thấy trong cùng một pha với một dạng allotrope; trong khi đối với các hợp chất có cấu trúc tinh thể khác nhau thì không áp dụng; trong trường hợp này nó được gọi là đa hình.

Các trường hợp khác đã được biết đến, chẳng hạn như oxy, trong đó sự dị hướng có thể xảy ra như sự thay đổi số lượng nguyên tử của chất. Theo nghĩa này, có một khái niệm về hai dạng thù hình của nguyên tố này, được biết đến nhiều hơn là oxy (O ₂ ) và ozon (O ₃ ).

Biến đổi dị hướng

Như đã đề cập trước đây, các dạng dị hình là những cách khác nhau mà cùng một nguyên tố có thể được tìm thấy, vì vậy sự biến đổi cấu trúc này khiến các loài này xuất hiện với các đặc điểm vật lý và hóa học khác nhau.

Tương tự như vậy, sự biến đổi dị hướng giữa nguyên tố này và nguyên tố khác xảy ra theo cách mà các nguyên tử được sắp xếp bên trong các phân tử; nghĩa là, hình thức mà liên kết bắt nguồn.

Sự thay đổi này giữa dạng allotrope này và allotrope khác có thể xảy ra vì những lý do khác nhau, chẳng hạn như những thay đổi về điều kiện áp suất, nhiệt độ, và thậm chí cả tỷ lệ bức xạ điện từ như ánh sáng.

Khi cấu trúc của một loại hóa chất bị thay đổi, hành vi của nó cũng có thể thay đổi, làm thay đổi các đặc tính như độ dẫn điện, độ cứng (trong trường hợp chất rắn), điểm nóng chảy hoặc sôi, và thậm chí cả các phẩm chất vật lý như màu sắc của nó.

Ngoài ra, allotropia có thể có hai loại:

- Đơn hướng, khi một trong các cấu trúc của phần tử có độ ổn định cao hơn các cấu trúc khác ở mọi điều kiện.

- Nhân hóa, khi các cấu trúc khác nhau ổn định trong các điều kiện khác nhau nhưng có thể biến đổi chất này thành chất khác theo chiều thuận nghịch ở áp suất và nhiệt độ nhất định.

Các yếu tố dị hướng chính

Mặc dù có hơn một trăm nguyên tố đã biết trong bảng tuần hoàn, nhưng không phải tất cả đều có dạng dị hướng. Các dạng thù hình được biết đến nhiều nhất được trình bày dưới đây.

Carbon

Nguyên tố có rất nhiều trong tự nhiên này đại diện cho nền tảng cơ bản của hóa học hữu cơ. Một số loài dị hướng của loài này đã được biết đến, trong đó kim cương, than chì và những loài khác sẽ lộ ra bên dưới là nổi bật.

Kim cương

Viên kim cương cho thấy sự sắp xếp phân tử dưới dạng tinh thể tứ diện mà các nguyên tử của chúng liên kết với nhau bằng liên kết đơn; điều này có nghĩa là chúng được sắp xếp bằng cách lai sp ³ .

Than chì

Graphit được hình thành bởi các tấm cacbon liên tiếp, nơi các nguyên tử của nó được liên kết trong cấu trúc lục giác bằng các liên kết đôi; tức là với phép lai sp ² .

Carbino

Ngoài hai dạng thù hình quan trọng được đề cập ở trên, được biết đến nhiều nhất của cacbon, còn có những dạng khác như carbyne (như cacbon axetylen mạch thẳng, LAC, cũng được biết đến), trong đó các nguyên tử của nó được sắp xếp theo một cách tuyến tính bằng các liên kết ba; tức là có lai hóa sp.

Khác

- Graphene, có cấu trúc rất giống với graphit).

- Fullerene hoặc buckminsterfullerene, còn được gọi là buckyball, có cấu trúc là hình lục giác nhưng các nguyên tử của nó được sắp xếp theo hình vòng.

- Các ống nano cacbon, có dạng hình trụ.

- Cacbon vô định hình, không có cấu trúc tinh thể.

Lưu huỳnh

Lưu huỳnh cũng có một số dạng thù hình được coi là phổ biến, chẳng hạn như sau (cần lưu ý rằng tất cả các dạng này đều ở trạng thái rắn):

Lưu huỳnh hình thoi

Như tên gọi của nó, cấu trúc tinh thể của nó được tạo thành từ các hình thoi hình bát giác và còn được gọi là α-sulfur.

Lưu huỳnh đơn tà

Được gọi là β-sulfur, nó có hình dạng như một lăng kính được tạo thành từ tám nguyên tử lưu huỳnh.

Lưu huỳnh nóng chảy

Nó tạo ra các tinh thể hình lăng trụ ổn định ở nhiệt độ nhất định, tạo thành các kim không có màu sắc.

Lưu huỳnh nhựa

Còn được gọi là lưu huỳnh, nó có cấu trúc vô định hình.

Lưu huỳnh lỏng

Nó có đặc tính nhớt trái ngược với hầu hết các nguyên tố, vì ở dạng thù hình này, nó phát triển khi nhiệt độ tăng.

Trận đấu

Nguyên tố phi kim loại này thường được tìm thấy trong tự nhiên khi kết hợp với các nguyên tố khác và có một số chất dị hướng liên kết:

Phốt pho trắng

Nó là một chất rắn với cấu trúc tinh thể tứ diện và có ứng dụng trong lĩnh vực quân sự, thậm chí còn được sử dụng làm vũ khí hóa học.

Phốt pho đen

Nó có độ ổn định cao nhất trong số các dạng thù hình của nguyên tố này và rất giống với graphene.

Phốt pho đỏ

Nó tạo thành một chất rắn vô định hình có tính khử nhưng không có độc tính.

Điphotpho

Như tên gọi của nó, nó được tạo thành từ hai nguyên tử phốt pho và là dạng khí của nguyên tố này.

Violet phosphor

Nó là một chất rắn có cấu trúc tinh thể với sự sắp xếp phân tử đơn tà.

Phốt pho đỏ

Cũng có cấu trúc vô định hình rắn.

Ôxy

Mặc dù là một trong những nguyên tố phổ biến nhất trong bầu khí quyển của Trái đất và là một trong những nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ, nó có rất ít dạng thù hình được biết đến, trong đó nổi bật là dioxygen và bazơ.

Dioxygen

Dioxygen được biết đến với cái tên đơn giản là oxy, một chất ở thể khí cần thiết cho các quá trình sinh học của hành tinh này.

Trioxygen

Trioxygen được biết đến đơn giản hơn là ozon, một dạng thù hình phản ứng cao có chức năng nổi tiếng nhất là bảo vệ bầu khí quyển của Trái đất khỏi các nguồn bức xạ bên ngoài.

Tetraoxygen

Nó tạo thành một pha rắn có cấu trúc tam giác với các đặc điểm về khả năng di căn.

Khác

Ngoài ra còn có sáu loại rắn khác mà oxy tạo thành, với các cấu trúc tinh thể khác nhau.

Theo cách tương tự, có những nguyên tố như selen, bo, silic, trong số những nguyên tố khác, thể hiện các dạng thù hình khác nhau và đã được nghiên cứu ở mức độ sâu hơn hoặc nhỏ hơn.

Người giới thiệu

1. Wikipedia. (sf). Dị hướng. Khôi phục từ en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Hóa học, ấn bản lần thứ chín. Mexico: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (nd). Dị hướng. Lấy từ britannica.com
4. Suy nghĩCo. (sf). Ví dụ và Định nghĩa Allotrope. Phục hồi từ thinkco.com
5. Ciach, R. (1998). Hợp kim nhẹ và vật liệu tổng hợp. Lấy từ books.google.co.ve