AL·LOTROPIA: TRANSFORMACIÓ AL·LOTRÒPICA I PRINCIPALS ELEMENTS - QUIMICA - 2025

La alotropía en química és la característica que posseeixen certs elements químics de presentar-se en diverses formes diferents però en el mateix estat d'agregació de la matèria. L'estructura dels elements pot variar depenent del seu arranjament molecular i de les condicions en les quals es formin, com a pressió i temperatura.

Només quan es tracta d'elements químics s'empra la paraula alotropía, designant com al·lòtrop a cadascuna de les formes en les quals es pot trobar un element en la mateixa fase; mentre que per als compostos que exhibeixen diferents estructures cristal·lines no s'aplica; en aquest cas se l'anomena polimorfisme.

Es coneixen altres casos, com el de l'oxigen, en els quals es pot presentar la alotropía com un canvi en el nombre d'àtoms de la substància. En aquest sentit, es té noció de dues al·lòtrops d'aquest element, els quals són millor coneguts com oxigen (O ₂) i ozó (O ₃).

transformació al·lotròpica

Com es va esmentar prèviament, els al·lòtrops són les diferents formes en què es pot trobar un mateix element, de manera que aquesta variació en la seva estructura fa que aquestes espècies es presentin amb característiques de tipus físic i químic diferents.

Així mateix, la transformació al·lotròpica entre un element i un altre es dóna per la manera en la qual s'ordenen els àtoms dins de les molècules; és a dir, la forma en què s'origina l'enllaç.

Aquest canvi entre un al·lòtrop i un altre es pot donar per diferents motius, com ara canvis en les condicions de pressió, temperatura, i fins i tot la incidència de radiacions electromagnètiques com la llum.

Quan l'estructura d'una espècie química és alterada també pot canviar el seu comportament, modificant propietats com la conductivitat elèctrica, duresa (en el cas de les substàncies sòlides), punt de fusió o ebullició i fins i tot qualitats físiques com el seu color.

Addicionalment, la alotropía pot ser de dos tipus:

- Monotrópica, quan una de les estructures de l'element té major estabilitat que les altres en totes les condicions.

- Enantrópica, quan les diferents estructures són estables en diferents condicions però poden transformar-se una a l'altra de manera reversible a determinades pressions i temperatures.

Principals elements al·lòtrops

Si bé existeixen més d'un centenar d'elements coneguts en la taula periòdica, no tots tenen formes al·lotròpiques. A continuació es presenten els elements al·lòtrops més coneguts.

carboni

Aquest element de gran abundància en la naturalesa representa la base fonamental de la química orgànica. Es coneixen diverses espècies al·lotròpiques d'aquest, entre les quals destaquen el diamant, el grafit i d'altres que seran exposats a continuació.

diamant

El diamant mostra un ordenament molecular en forma de cristalls tetraédicos els àtoms estan units mitjançant enllaços simples; això vol dir que estan disposats mitjançant una hibridació sp ³.

grafit

El grafit està format per làmines consecutives de carboni, on els seus àtoms estan enllaçats en estructures hexagonals mitjançant enllaços dobles; és a dir, amb hibridació sp ².

Carbino

A més dels dos importants al·lòtrops abans esmentats, que són els més coneguts de l'carboni, hi ha altres com el carbino (com també és conegut el carboni acetilénico lineal, LAC), on els seus àtoms estan disposats de manera lineal per mitjà d'enllaços triples, és a dir, amb hibridació sp.

altres

- Grafeno, l'estructura és molt similar a la de l'grafit).

- fullereno o Buckminsterfullereno, també conegut com buckybalón, l'estructura és hexagonal però els seus àtoms estan disposats en forma d'anell.

- Nanotubs de carboni, de forma cilíndrica.

- Carboni amorf, sense estructura cristal·lina.

sofre

El sofre també posseeix diversos al·lòtrops considerats comuns, com ara els següents (cal destacar que tots aquests es troben en estat sòlid):

sofre ròmbic

Com el seu nom ho diu, la seva estructura cristal·lina està formada per rombes octogonals i es coneix també com a sofre α.

sofre monoclínic

Conegut com sofre β, té la forma d'un prisma constituït per vuit àtoms de sofre.

sofre fos

Origina cristalls prismàtics estables a determinades temperatures, formant agulles mancats de color.

sofre plàstic

Anomenat també sofre, posseeix estructura amorfa.

sofre líquid

Posseeix característiques de viscositat contràries a la majoria dels elements, ja que en aquest al·lòtrop creix a l'incrementar-se la temperatura.

fòsfor

Aquest element no metàl·lic es troba comunament en la naturalesa en combinació amb altres elements i posseeix diverses substàncies al·lotròpiques associades:

fòsfor blanc

És un sòlid amb estructura cristal·lina de forma tetraèdrica i té aplicacions en l'àmbit militar, sent utilitzat fins i tot com a arma química.

fòsfor negre

Té la major estabilitat entre els al·lòtrops d'aquest element i és molt similar a l'grafè.

fòsfor vermell

Forma un sòlid amorf amb propietats reductores però és mancat de toxicitat.

Difósforo

Com el seu nom indica, està format per dos àtoms de fòsfor i és una forma gasosa d'aquest element

fòsfor violeta

És un sòlid d'estructura cristal·lina amb ordenament molecular de tipus monoclínic.

fòsfor escarlata

També d'estructura sòlida amorfa.

oxigen

Tot i ser un dels elements més comuns en l'atmosfera terrestre i un dels elements de major abundància en l'univers, aquest posseeix pocs al·lòtrops coneguts, entre els quals destaquen el dioxigen i el trioxígeno.

dioxigen

El dioxigen és millor conegut amb el nom simple d'oxigen, una substància gasosa indispensable per als processos biològics d'aquest planeta.

Trioxígeno

El trioxígeno és millor conegut senzillament com ozó, un al·lòtrop de gran reactivitat la funció més cèlebre és la de protegir l'atmosfera terrestre de les fonts de radiació externa.

Tetraoxígeno

Forma una fase sòlida d'estructura trigonal amb característiques de metaestabilidad.

altres

També destaquen altres sis espècies sòlides que forma l'oxigen, amb diferents estructures cristal·lines.

De la mateixa manera, es troben elements com seleni, bor, silici, entre altres, que presenten diferents al·lòtrops i que han estat estudiats amb menor o major grau de profunditat.

referències

1. Wikipedia. (Sf). Allotropy. Recuperat de en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chemistry, Ninth edition. Mèxic: McGraw-Hill.
3. Britannica, I. (sf). Allotropy. Obtingut de britannica.com
4. ThoughtCo. (Sf). Allotrope Definition and Examples. Recuperat de thoughtco.com
5. Ciach, R. (1998). Advanced Light Alloys and Composites. Obtingut de books.google.co.ve