Алотропія та її значення

Оксиген

Кисень

Молекула складається з двох атомів оксигену. Вона має два неспарених електрони, які зумовлюють парамагнітні властивості кисню. У рідкому і твердому станах кисень притягується магнітом. Враховуючи наявність неспарених електронів , будову молекули О2 можна записати такою структурною формулою:

де трьома крапками позначено трьохелектронний зв’язок, кратність якого дорівнює 0,5. Міжатомна відстань дорівнює 0,1207нм. Молекула О2 досить стійка: енергія її дисоціації Едис=494 кДж/моль, розкладання О2 на атоми стає помітним лише при температурі, вищій за 2000°С.

Кисень – безбарвний газ, який не має запаху і смаку. У рідкому стані – це біло-голуба рідина. Має низьку температуру плавлення (tпл= -219°С) та температуру кипіння (tкип= -183°С).

Озон

Молекула містить три атоми оксигену, вона діамагнітна, має кутову будову і деяку полярність:

О

О 116,5° О

Міжатомна відстань О – О в озоні дорівнює 0,126нм, що більше, ніж довжина подвійного зв’язку в молекулі О2, і менше, ніж довжина одинарного зв’язку. Отже, кратність зв’зку в молекулі О3 дорівнює 1,5. Центральний атом кисню має sp2-гібридизацію.

Озон – газ голубого кольору, має характерний різкий запах, який нагадує запах свіжого повітря. У рідкому стані озон – інтенсивно синя рідина, а в твердому – це фіолетові, майже чорні кристали. Озон має досить низькі температури кипіння (tкип= -111,9°С) і плавлення (tпл= -192°С), добре розчиняється у воді.

У природі утворюється з кисню під час грози завдяки електричним розрядам, а також в атмосфері на висоті 10-30 км під дією ультрафіолетових променів. Озоновий шар має велике значення для розвитку життя на Землі. Поглинаючи ультрафіолетові промені, він захищає живі істоти від згубної дії жорсткого випромінювання. Озон утворюється під час процесів, які супроводяться виділенням атомарного кисню, наприклад при повільному окисленні деяких органічних речовин (смоли хвойних дерев), розкладені пероксидів, при дії на молекулярний кисень електричного розряд, жорсткого випромінювання тощо.

Сульфур

Ромбічна сіркаНайбільш стійка модифікація при кімнатній температурі. Це жовтий порошок, нерозчинний у воді, густина дорівнює 2,06 і має невелику твердість. При кристалізації із хлороформа СНСl3 або із сірковуглецю СS2 вона виділяється у вигляді прозорих крісталів октоедричної форми. Ромбічна сірка складається із циклічних молекул S8 у вигляді корони. При температурі 113°С вона плавиться, перетворюючись на жовту легкорухливу рідину. При подальшому нагріванні розплав згущується, оскільки в ньому утворюються довгі полімерні ланцюги. А якщо нагріти сірку до 445°С, вона закипає.

Моноклинна сірка

При швидкому охолодженні розплавленої сірки вона перетворюється на тверду масу із голкоподібний кристалів – моноклинну сірку. Вона стійка лише при температурі вищій за 95,6°, тому при кімнатній температурі ї кристали швидко мутніють і розпадаються на дрібні кристали ромбічної сірки. Моноклинна і ромбічна сірка відрізняються лише взаємним положенням восьмикутникових молекул.

Пластична сірка