Аллотропия неорганических веществ на примере кислорода и углерода.

Аллотропия — это существование одного и того же химического элемента в виде двух или более простых веществ, различных по строению и свойствам. Эти формы называются аллотропными модификациями. Различия между модификациями возникают либо из-за разного числа атомов в молекуле (аллотропия состава), либо из-за разного расположения атомов в кристаллической решетке (аллотропия формы). 1. Аллотропия кислорода (Аллотропия состава) Кислород образует две основные аллотропные модификации, которые различаются количеством атомов в молекуле. Кислород ( $O_2$)

• Строение: Молекула состоит из двух атомов, связанных двойной ковалентной связью.
• Свойства: Газ без цвета, вкуса и запаха. Необходим для дыхания и поддержания горения. Хемосорбируется гемоглобином крови.
• Устойчивость: Стабилен при нормальных условиях.

Озон ( $O_3$)

• Строение: Молекула состоит из трех атомов, расположенных под углом $116,8^{\circ }$. Свойства: Газ синего цвета с резким «электрическим» запахом. Является гораздо более сильным окислителем, чем обычный кислород. Обладает бактерицидными свойствами. Получение: Образуется в атмосфере при электрических разрядах (молнии) или под воздействием ультрафиолетового излучения.

2. Аллотропия углерода (Аллотропия формы) Углерод обладает уникальной способностью образовывать множество модификаций благодаря разным типам гибридизации атомных орбиталей и способам соединения атомов. Алмаз

• Структура: Каждый атом углерода находится в состоянии $s{p}^3$-гибридизации и связан с четырьмя соседними атомами прочными ковалентными связями, образуя тетраэдр. Свойства: Самое твердое природное вещество, диэлектрик, прозрачен, обладает высоким показателем преломления света.

Графит

• Структура: Атомы находятся в состоянии $s{p}^2$-гибридизации. Они образуют плоские слои из шестиугольников («пчелиные соты»). Между слоями действуют слабые силы Ван-дер-Ваальса. Свойства: Серый, мягкий, жирный на ощупь материал. Обладает металлической электропроводностью и высокой теплопроводностью. Легко расслаивается на чешуйки.

Фуллерены

• Структура: Молекулярная форма углерода. Наиболее изучен фуллерен $C_{60}$, по форме напоминающий футбольный мяч (усеченный икосаэдр). Свойства: Темно-серые или черные кристаллы с полупроводниковыми свойствами. Находят применение в нанотехнологиях и медицине.

Графен

• Структура: Одиночный слой атомов углерода толщиной в один атом.
• Свойства: Обладает исключительной механической прочностью и рекордной электропроводностью.

Причины возникновения аллотропии

1. Различное число атомов в молекуле: Характерно для неметаллов в газообразном или жидком состоянии (кислород, озон).
2. Различные кристаллические формы: Характерно для твердых веществ (углерод, фосфор, сера).

Аллотропия наглядно демонстрирует закон перехода количественных изменений в качественные: изменение структуры (расположения или количества атомов) ведет к полному изменению физических и химических свойств вещества. Я могу составить для вас сравнительную таблицу по аллотропным модификациям серы и фосфора или подготовить блок расчетных задач на тему чистоты озонированного кислорода.