Аллотропия неорганических вещест на примере углерода, кислорода, серы, фосфора

Грацианова Елена Александровна МАОУ СОШ №23 г. Липецка Нужно очень много знать, чтобы понять как мало мы знаем Рассматриваемые вопросы Явление аллотропииАллотропные модификации атомовКислородаСерыУглеродаФосфора Явление аллотропии Аллотропия, от греч. Allos - иной, tropos - поворот, свойство, существование одного и того же элемента в виде различных по свойствам и строению структур. Аллотропные модификации атома кислорода Кислород – бесцветный газ, сжижается при очень низкой температуре (-183 °С), а при -219 °С он затвердевает. Интересно, что жидкий и твердый кислород — голубого цвета. Кислород растворяется в воде лучше, чем другие составные части воздуха. Поэтому вода всегда обогащена кислородом. Озон — газ голубого цвета с резким запахом. Каждый, кто обратил внимание на то, как пахнет воздух после грозы или вблизи источника электрического разряда, знает запах этого газа очень хорошо. В природе озон образуется не только при электрических разрядах в атмосфере, но и под действием ультрафиолетового излучения Солнца. Аллотропные модификации серы Сера - твёрдое кристаллическое вещество, устойчивое в виде двух аллотропических модификаций. Ромбическая сера лимонно-жёлтого цвета, плотность 2,07 г/см3, tпл 112,8 °C, устойчива ниже 95,6°C; моноклинная медово-жёлтого цвета, плотность 1,96 г/см3, tпл 119,3 °C, устойчива между 95,6 °C и температурой плавления. Обе эти формы образованы восьмичленными циклическими молекулами S8.При плавлении сера превращается в подвижную жёлтую жидкость, которая выше 160 °C буреет, а около 190 °C становится вязкой тёмно-коричневой массой. Выше 190°C вязкость уменьшается, а при 300 °C сера вновь становится жидкотекучей. Если расплавленную серу, нагретую до 250-300 °C, влить тонкой струей в холодную воду, то получается коричнево-жёлтая упругая масса (пластическая сера). Аллотропные модификации атома углерода Надо ли напоминать, что все живое на Земле построено из соединений углерода, что их синтез и распад, превращение одних веществ в другие - основа основ биохимических событий в любой клетке любого организма. Это известно каждому. Как индивидуальный химический элемент углерод был признан Лавуазье в конце XVIII в. и получил свое название (Carboneum) от латинского carbo - уголь. Ни один элемент Периодической системы Менделеева не обладает тем разнообразием свойств, иногда прямо противоположных, которое присуще углероду. Среди аллотропных модификаций углерода можно выделить: алмаз, графит, карбин, фуллерен. Аллотропные модификации атома фосфора Фосфор белый красный черный Ресурсы в Интернет http://him.1september.ru/article.php?ID=200201701 http://www.krugosvet.ru/articles/41/1004118/1004118a1.htm http://www.oval.ru/cgi-bin/enc.cgi/2179.html http://www.biochem.nm.ru/science/oxygen.htm http://hemi.wallst.ru/ucheb138.htm http://shp.by.ru/sci/fullerene/shp/carbon_c.shtm Характерные формы кристаллов серы ромбическая моноклинная Алмаз В алмазе атомы углерода располагаются в виде пирамидок, которые в геометрии называются тетраэдрами; каждый атом углерода имеет четырёх соседей. Поэтому такую кристаллическую решётку ещё называют по-другому тетраэдрической. Благодаря такой кристаллической решётке, алмаз - прозрачное, очень твёрдое, но в то же время хрупкое вещество, обладает большой лучепреломляемостью. Графит У графита атомы углерода связаны в плоские слои, состоящие из соединённых рёбрами шестиугольников, наподобие пчелиных сот. Каждый атом углерода в таком слое имеет трёх соседей. Благодаря такому строению, графитом (углём) можно писать или рисовать. Графит - мягкое тёмно-серое вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь, очень хорошо проводит электрический ток, очень хрупкое вещество. Карбин Долгое время считалось, что графит и алмаз - единственные аллотропные модификации углерода. Однако в 60-х годах ХХ века в природном графите обнаружили белые кристаллы карбина - ещё одной аллотропной модификации углерода. Это вещество состоит из цепей атомов углерода.Карбин конденсируется в виде белого углеродного осадка на поверхности  при облучении пирографита лазерным пучком света. Кристаллическая форма карбина состоит из параллельно ориентированных цепочек углеродных атомов с sp-гибридизацией валентных электронов в виде прямолинейных макромолекул полиинового (  -С= С-С= С-... ) или кумуленового (=С=С=С=...) типов.Известны и другие формы углерода, такие как аморфный углерод, белый углерод (чаоит) и т.д. Но все эти формы являются композитами, то есть смесью малых фрагментов графита и алмаза. Фуллерен В противоположность алмазу, графиту и карбину, фуллерен является новой формой углерода по существу. Молекула С60 содержит фрагменты с пятикратной симметрией (пентагоны), которые запрещены природой для неорганических соединений. Поэтому следует признать, что молекула фуллерена является органической молекулой, а кристалл, образованный такими молекулами (фуллерит) –это молекулярный кристалл, являющийся связующим звеном между органическим и неорганическим веществом.      Знаете ли вы? Долгое время, вплоть до середины XIX века, самым большим алмазом считался алмаз «Браганца», принадлежавший королю Португалии. Камень напоминал по форме куриное яйцо, весил 1680 карат и оценивался в 57 000 000 фунтов стерлингов.Кроме надписей, выгравированных на историческом алмазе «Шах», известно лишь три примера резьбы по алмазу. На Парижской выставке 1867 года демонстрировалась работа Якова Ломбардского (XVI в.). Она представляла собой алмаз с искусно выгравированной головой мужчины. Белый фосфор похож на воск, он мягкий и легкоплавкий, светится в темноте и вдобавок огнеопасен и ядовит. Чтобы избежать самовоспламенения белого фосфора, его хранят под слоем воды. Если нагревать белый фосфор до 300°С без доступа воздуха, он превратится в красный фосфор. . Красный фосфор - порошок красно-фиолетового цвета, не ядовитый и совсем не светящийся. Под очень большим давлением получается чёрный фосфор, похожий по свойствам на металл. Знаете ли вы? Гамбургский солдат Хённиг Бранд, подобно другим алхимикам, упорно пытался отыскать волшебный философский камень. Однажды ему пришло в голову выпарить воду из мочи, которая в большом количестве скапливалась в ямах около солдатских казарм. И вот получен сухой остаток. Бранд смешивает его с углем и песком, прокаливает и... в реторте оказывается удивительное, светящееся в темноте вещество, которое он назвал "холодным огнем". До конца своей жизни Хённиг Бранд не знал, что был первооткрывателем нового элемента.