એલોટ્રોપી શું છે? કાર્બન, રસાયણશાસ્ત્રની એલોટ્રોપી

કાર્બનિક સંયોજનોની વિવિધતાના કારણો એ છે કે કાર્બન પરમાણુની ક્ષમતા વિવિધ સાંકળો અને ચક્ર રચવા, એકબીજા સાથે જોડાઈ રહી છે. તે છે, isomerism ની ઘટના. અને સરળ અકાર્બનિક પદાર્થોની વિવિધતા માટેનું કારણ શું છે ? તે બહાર આવ્યું છે કે આ પ્રશ્નને એલોટ્રોપી શું છે તે ધ્યાનમાં લઈને જવાબ આપી શકાય છે. તે રાસાયણિક તત્વોના વિશ્વમાં આ કુદરતી ઘટના સાથે છે કે સરળ સંયોજનોના વિવિધ સ્વરૂપોનું અસ્તિત્વ સંકળાયેલું છે.

એલોટ્રોપી શું છે?

તમે આ પ્રશ્નનો જવાબ આ રીતે કરી શકો છો. આ ઘટના એ ઘણા સરળ પદાર્થોના સ્વરૂપમાં સમાન રાસાયણિક તત્ત્વનું અસ્તિત્વ છે. તે છે, જો સમયાંતરે કોષ્ટકમાં કોષો 118, તો તેનો અર્થ એ નથી કે અણુઓની પ્રકૃતિ સમાન છે. દરેક ઘટકો (લગભગ તમામ) પાસે એક અથવા વધુ જાતો, અથવા એલોટ્રોપિક ફેરફારો છે.

આવા પદાર્થોમાં શું તફાવત છે? આ ઘટના માટે કારણો મુખ્ય બે છે:

• પરમાણુમાં વિવિધ સંખ્યા (રચનાની એલોટ્રોપી);
• ક્રિસ્ટલ લેટીસનું અસમાન માળખું (ફોર્મ એલોટ્રોપી).

ઘણી વખત આ ખ્યાલ શબ્દ પોલીમોર્ફિઝમ સાથે સંકળાયેલું છે. જો કે, તેમની વચ્ચે તફાવત છે. એલોટ્રોપી શું છે? રાસાયણિક તત્વની વિવિધ સરળ પદાર્થોમાં આ ફેરફાર છે, તેના એકંદર રાજ્યની સ્થિતિને ધ્યાનમાં લીધા વગર. પોલિમોર્ફિઝમ એક ખ્યાલ છે, જે માત્ર નક્કર સ્ફટિકીય તત્વોને જ લાગુ પડે છે .

સંયોજનોના વિવિધ એલોટ્રોપિક સંશોધનોનો સામાન્ય રીતે તેમના નામ પહેલાં લેટિન અક્ષરો દ્વારા સૂચિત કરવામાં આવે છે. આલ્ફા હંમેશાં ફોર્મ પહેલાં મૂકવામાં આવે છે જે લઘુતમ ગલનબિંદુ, ઉકળતા બિંદુ ધરાવે છે. વધુ અનુસાર મૂળાક્ષર ક્રમમાં અને તે મુજબ સૂચકાંકમાં વધારો.

સાદા પદાર્થોના આધારે રાસાયણિક ઘટક એ જ હોવા છતાં, ફેરફારોનાં ગુણધર્મો ભૌતિક અને રાસાયણિક બંનેથી એકબીજાથી અલગ છે. સૌથી સરળતાથી રચના એલોટ્રોપિક સ્વરૂપો:

• બિન-ધાતુ (હેલોજન અને નિષ્ક્રિય ગેસ સિવાય);
• સેમિમેટલ્સ

ધાતુઓની એલોટ્રોપીનો ઓછામાં ઓછો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે, કારણ કે તેઓ આવા ફેરફારો અનિચ્છાપૂર્વક અને તમામ નહીં કરે. એકંદરે, સરળ પદાર્થોની 400 થી વધુ વિવિધ સ્વરૂપો તારીખને જાણીતા છે. ઓક્સિડેશન વધુ ડિગ્રી એલિમેન્ટ માટે લાક્ષણિકતા છે, તે માટે જાણીતા એલોટ્રોપિક ફેરફારોની સંખ્યા.

કાર્બનની ફેરફારો

વિચારણા હેઠળની ઘટનાને દર્શાવતી કાર્બન એલોટ્રોપી સૌથી સામાન્ય અને આબેહૂબ ઉદાહરણ છે. છેવટે, આ તત્વ સ્ફટિક લેટીસના માળખામાં વિવિધ પ્રકારનાં સંયોજનો રચવા સક્ષમ છે. પરિણામી સરળ તત્ત્વો તેમની મિલકતોમાં ધ્રુવીય છે, જે પ્રકૃતિના ઉકેલોથી આશ્ચર્ય થાય છે.

તેથી, કાર્બનની એલોટ્રોપીમાં નીચેના ફેરફારોનો સમાવેશ થાય છે.

1. કાર્બનની એલોટ્રોપી તેની આગળના સ્વરૂપમાં શોધી શકાય છે, જે અગાઉના એકથી અલગ છે. આ ગ્રેફાઇટ છે. ખૂબ નમ્ર પદાર્થ, જે સહેલાઇથી છાલ કરી શકે છે અને કાગળ પર લાક્ષણિકતા શોધી શકે છે. તેથી, તેનો ઉપયોગ પેંસિલ લીડ પેન્સિલોના ઉત્પાદન માટે થાય છે. આ ફોર્મનું માળખું ષટ્કોણ સ્તરવાળી છે. આંતરભાષીય વચ્ચેના બોન્ડ્સ નબળા, સહેલાઈથી ફાટી જાય છે, દ્રવ્યની ઘનતા ઓછી હોય છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સના ઉત્પાદન માટે, પ્લાસ્ટિકના પૂરક તરીકે, તેમજ પરમાણુ રિએક્ટરમાં, ઘન લ્યુબ્રિકન્ટ તરીકે કૃત્રિમ હીરાના ઉત્પાદન માટે વપરાયેલા ગ્રેફાઇટ.
2. ફુલરેનિઝ હજુ એક અન્ય સાબિતી છે કે ત્યાં એલોટ્રોપી છે. આ સંયોજનોની રસાયણશાસ્ત્ર એ સુગંધિત હાઇડ્રોકાર્બન્સની સમાન છે. બધા પછી, તેમના માળખું સોફ્ટર બોલ જેવી બહિર્મુખ બંધ પોલીથેરા દ્વારા રજૂ થાય છે . ફોરલેરેન્સનો ઉપયોગ સિકૉક્ંડકટિંગ સંયોજનોના ઉત્પાદન માટે સેમિકંડકટર તરીકે એન્જિનિયરીંગમાં થાય છે, જેમ કે ફોટોરેસિસ્સ્ટ અને તેથી વધુ.
3. લોન્સડેઇઇટ અને સીરાફાઇટ કાર્બનનો વધુ સ્ફટિકીય એલોટ્રોફિક ફેરફારો છે. તેઓ પ્રમાણમાં તાજેતરમાં મળી આવ્યા હતા ગુણધર્મો દ્વારા હીરા જેવી જ હોય છે, અશુદ્ધિઓની ગેરહાજરીમાં ઘણી વાર કઠણ બની શકે છે.
4. કોલસો અને સૂટ આકારહીન એલોટ્રોપિક પદાર્થો છે. બળતણ, ઊંજણ, ગાળકોમાં અને તેથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે. પ્રકૃતિની સામગ્રી દ્વારા, કાર્બનના તમામ ફેરફારોમાં સૌથી સામાન્ય.

ડાયમંડ

આજે માટે તમામ જાણીતા પદાર્થોનો સૌથી ઘન, મોહ સ્કેલ પર 10 પોઈન્ટનો અંદાજ છે . કાર્બનના સ્ફટિકીય સ્વરૂપ, જેનું બંધારણ યોગ્ય રીતે જોડાયેલ ટેટ્રાહેડ્રલ બંધારણોને એકબીજા સાથે સરખાવે છે.

ડાયમંડ પ્રકાશને સારી રીતે ફેલાવવા માટે સક્ષમ છે, જે તેને દાગીના (હીરાની) તરીકે વાપરવાનું શક્ય બનાવે છે. તેની અત્યંત કઠિનતાને કારણે, તેનો ઉપયોગ કટીંગ અને વેલ્ડીંગ, શારકામ, પોલીશિંગ અને ગ્રાઇન્ડીંગ માટે થાય છે. અત્યાર સુધી, ઉદ્યોગમાં વપરાતા કૃત્રિમ હીરાના ઉત્પાદનની સ્થાપના કરવામાં આવી છે.

અન્ય જાતો

આ તત્વની ઘણી જાતો પણ છે:

• નેનોટ્યુબ્સ;
• નેનોપેન;
• જ્યોતિષીઓ;
• નાનિયોફાયર;
• ગ્લાસી કાર્બન;
• ગ્રેફિઝ;
• કાર્બાઇન;
• નેનોપોટ્સ

સરળ કાર્બન સંયોજનોના અસમર્થિત પરંતુ સંભવિત સ્વરૂપો: ચાઓઇએઇટી, મેટાલિક કાર્બન અને કાર્બન ડાયોક્સાઈડ.

ઓક્સિજનની એલોટ્રોપી

આ બિન-મેટલ બે સરળ પદાર્થો બનાવે છે:

• ગેસ ઓક્સિજન (સામાન્ય શરતો હેઠળ), જેનો સૂત્ર ઓ _{2 છે} ;
• ગેસિયસ ઓઝોન, જેની રચના ઓ _{-3 છે} તે પ્રયોગમૂલક પ્રતિબિંબ

તે સ્પષ્ટ છે કે ફેરફારોનું અસ્તિત્વ મુખ્ય કારણ એ છે કે અણુની રચના. સામાન્ય ઓક્સિજન એ તમામ જીવંત પ્રાણીઓના જીવનનો આધાર છે (એનારોબિક બેક્ટેરિયાના અપવાદ સાથે) તે ગેસ વિનિમયમાં સક્રિય ભાગીદાર છે, જે તમામ જીવન પ્રક્રિયાઓ માટે ઊર્જાનું સ્ત્રોત છે. રાસાયણિક રીતે, તે ઓક્સિડાઇઝર છે, જેના દ્વારા ઘણી પ્રતિક્રિયાઓ હાથ ધરવામાં આવે છે.

ઓઝોનની રચના વીજળીના મજબૂત સ્રાવના પ્રભાવ હેઠળ હવાના ઓક્સિજનમાંથી ઓઝોનિયસર્સની પ્રકૃતિ અથવા ખાસ પ્રયોગશાળાના સ્થાપનોમાં થઈ છે. કુદરતી સ્થિતિમાં, આ વીજળી છે ઓછી વિખેરાયેલા સાંદ્રતામાં તેની તાજગીની સુખદ ગંધ છે (વાવાઝોડું પછી તે હંમેશાં હવાની લાગણી અનુભવે છે). તે અત્યંત મજબૂત ઓકિ્સડાઇઝર, બ્લીચ, રાસાયણિક સક્રિય છે.

ફોસ્ફરસના ફેરફાર

ઓક્સિજનની એલોટ્રોપી ફોસ્ફરસની જેમ જ છે. તેની પાસે 11 જુદી જુદી સુધારા છે, જે અણુમાં પરમાણુની સંખ્યામાં અલગ છે અને તેથી રાસાયણિક બોન્ડ અને ગુણધર્મો. ત્યાં ત્રણ સ્થિર સ્વરૂપો છે અને બાકીના, પ્રકૃતિમાં, વ્યવસ્થિત રીતે બનતું નથી અને ક્ષીણ થતું નથી.

1. સફેદ ફોસ્ફરસ તેનો સૂત્ર પી _{4 છે} . એક પદાર્થ કે જે સફેદ અથવા સહેજ પીળો રંગનો નરમ પેરાફિન હોય છે. ઝેરી ગેસમાં પસાર થતાં સરળતાથી પીગળે છે.
2. રેડ ફોસ્ફોરસ એક પેસ્ટ જેવી ચીજ છે જે અપ્રિય ગંધ સાથે છે. સૂત્ર પી _{n છે} . આ એક પોલિમર માળખું છે.
3. બ્લેક ફોસ્ફરસ, સ્પર્શ માસ માટે સ્નિગ્ધ છે, જે કાળા અને પાણીમાં સંપૂર્ણપણે અદ્રાવ્ય છે.

ધાતુના ફેરફાર

ધાતુઓની એલોટ્રોપી શું છે, તમે લોખંડના ઉદાહરણમાંથી શીખી શકો છો. તે ફોર્મમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે:

• આલ્ફા;
• બીટા-;
• ગામા;
• સિગ્મા-ફોર્મ

દરેક સ્ફટિક જાળીના અગાઉના માળખાથી અલગ પડે છે અને, તે મુજબ, ગુણધર્મો. ઉદાહરણ તરીકે, આલ્ફા-ફોર્મ એ ફેરોમૅગ્નેટિક અને બીટા-પૅરામેગ્નેટ છે.

સામાન્ય રીતે, તમામ જાણીતા ધાતુઓમાં, એલોટ્રોપિક ફેરફારો માત્ર 27 રાસાયણિક ઘટકો બનાવે છે.

ટીનની આલોટ્રોપ

રસપ્રદ રીતે, આલ્ફા ફોર્મ એક ગ્રે પાવડર છે જે ફક્ત નીચા તાપમાને જ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. બીટા-ફોર્મ, તેનાથી વિપરીત, મેટલ, ચાંદી-સફેદ, નરમ અને પ્લાસ્ટિક છે. તે ઊંચા તાપમાને અસ્તિત્વ ધરાવે છે - 161 ^ઓ સી.સી. સુધી. એક સ્વરૂપ કુદરતી સ્થિતિમાં, અન્યમાં પસાર થઈ જાય છે, જો ત્યાં એક ઢાળ તફાવત છે.