ALLOTROPIA: TRASFORMAZIONE ALLOTROPICA ED ELEMENTI PRINCIPALI - CHIMICA - 2026

L' alotropía in chimica è la caratteristica che possiede alcuni elementi chimici presenti in diverse forme ma nello stesso stato della materia. La struttura degli elementi può variare a seconda della loro disposizione molecolare e delle condizioni in cui si sono formati, come pressione e temperatura.

Solo quando si parla di elementi chimici viene usata la parola allotropia, che designa ciascuno dei modi in cui un elemento può essere trovato nella stessa fase di un allotropo; che per i composti che presentano strutture cristalline differenti non si applica; in questo caso si chiama polimorfismo.

Sono noti altri casi, come l'ossigeno, in cui l'allotropia può verificarsi come variazione del numero di atomi della sostanza. In questo senso, c'è una nozione di due allotropi di questo elemento, che sono meglio conosciuti come ossigeno (O ₂ ) e ozono (O ₃ ).

Trasformazione allotropica

Come accennato in precedenza, gli allotropi sono i diversi modi in cui lo stesso elemento può essere trovato, quindi questa variazione nella sua struttura fa sì che queste specie appaiano con caratteristiche fisiche e chimiche diverse.

Allo stesso modo, la trasformazione allotropica tra un elemento e l'altro avviene per il modo in cui gli atomi sono disposti all'interno delle molecole; ovvero la forma in cui ha origine il collegamento.

Questo cambiamento tra un allotropo e l'altro può verificarsi per diversi motivi, come i cambiamenti nelle condizioni di pressione, temperatura e persino l'incidenza di radiazioni elettromagnetiche come la luce.

Quando la struttura di una specie chimica viene alterata, può anche cambiare il suo comportamento, modificando proprietà come la sua conducibilità elettrica, durezza (nel caso di sostanze solide), punto di fusione o di ebollizione e anche qualità fisiche come il suo colore.

Inoltre, l'allotropia può essere di due tipi:

- Monotropico, quando una delle strutture dell'elemento ha una stabilità maggiore delle altre in tutte le condizioni.

- Enantropica, quando le diverse strutture sono stabili in condizioni diverse ma possono trasformarsi l'una nell'altra in modo reversibile a determinate pressioni e temperature.

Principali elementi allotropici

Sebbene ci siano più di cento elementi noti nella tavola periodica, non tutti hanno forme allotropiche. Gli allotropi più noti sono presentati di seguito.

Carbonio

Questo elemento di grande abbondanza in natura rappresenta la base fondamentale della chimica organica. Di questo sono note diverse specie allotropiche, tra cui spiccano il diamante, la grafite e altre che verranno esposte di seguito.

Diamante

Il diamante mostra una disposizione molecolare sotto forma di cristalli tetraedrici i cui atomi sono legati da singoli legami; questo significa che sono organizzati mediante ibridazione sp ³ .

Grafite

La grafite è formata da fogli di carbonio consecutivi, dove i suoi atomi sono legati in strutture esagonali da doppi legami; cioè con l'ibridazione sp ² .

Carbino

Oltre ai due importanti allotropi sopra citati, che sono i più noti del carbonio, ve ne sono altri come il carbyne (come è noto anche il carbonio acetilenico lineare, LAC), dove i suoi atomi sono disposti in modo lineare mediante tripli legami; cioè con l'ibridazione sp.

Altri

- Grafene, la cui struttura è molto simile a quella della grafite).

- Fullerene o buckminsterfullerene, noto anche come buckyball, la cui struttura è esagonale ma i suoi atomi sono disposti a forma di anello.

- Nanotubi di carbonio, di forma cilindrica.

- Carbonio amorfo, senza struttura cristallina.

Zolfo

Lo zolfo ha anche diversi allotropi considerati comuni, come i seguenti (va notato che tutti questi sono allo stato solido):

Zolfo rombico

Come suggerisce il nome, la sua struttura cristallina è composta da rombi ottagonali ed è anche conosciuta come α-zolfo.

Zolfo monoclino

Conosciuto come β-zolfo, ha la forma di un prisma composto da otto atomi di zolfo.

Zolfo fuso

Produce cristalli prismatici stabili a determinate temperature, formando aghi privi di colore.

Zolfo plastico

Chiamato anche zolfo, ha una struttura amorfa.

Zolfo liquido

Ha caratteristiche di viscosità contrarie alla maggior parte degli elementi, poiché in questo allotropo cresce con l'aumentare della temperatura.

Incontro

Questo elemento non metallico si trova comunemente in natura in combinazione con altri elementi e ha diverse sostanze allotropiche associate:

Fosforo bianco

È un solido con una struttura cristallina tetraedrica e trova applicazioni in campo militare, anche essendo usato come arma chimica.

Fosforo nero

Ha la più alta stabilità tra gli allotropi di questo elemento ed è molto simile al grafene.

Fosforo rosso

Forma un solido amorfo con proprietà riducenti ma privo di tossicità.

difosforo

Come suggerisce il nome, è composto da due atomi di fosforo ed è una forma gassosa di questo elemento.

Fosforo viola

È un solido con una struttura cristallina con una disposizione molecolare monoclina.

Fosforo scarlatto

Anche solida struttura amorfa.

Ossigeno

Nonostante sia uno degli elementi più comuni nell'atmosfera terrestre e uno degli elementi più abbondanti nell'universo, ha pochi allotropi conosciuti, tra cui spiccano il diossigeno e il trioossigeno.

dioxygen

Diossigeno è meglio conosciuto con il semplice nome di ossigeno, una sostanza gassosa essenziale per i processi biologici di questo pianeta.

Trioxygen

Il trioxygen è meglio conosciuto semplicemente come ozono, un allotropo altamente reattivo la cui funzione più famosa è quella di proteggere l'atmosfera terrestre da fonti di radiazioni esterne.

tetraossigeno

Forma una fase solida con una struttura trigonale con caratteristiche di metastabilità.

Altri

Esistono anche altre sei specie solide che l'ossigeno forma, con differenti strutture cristalline.

Allo stesso modo, ci sono elementi come selenio, boro, silicio, tra gli altri, che presentano diversi allotropi e che sono stati studiati con un grado di profondità minore o maggiore.

Riferimenti

1. Wikipedia. (Sf). Allotropy. Estratto da en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chimica, nona edizione. Messico: McGraw-Hill.
3. Britannica, E. (nd). Allotropy. Estratto da britannica.com
4. ThoughtCo. (Sf). Definizione ed esempi di allotropi. Recupero da thoughtco.com
5. Ciach, R. (1998). Leghe leggere e compositi avanzati. Ottenuto da books.google.co.ve