يمكن أن تكون الذرات من نفس النوع جزءًا من مواد مختلفة. بالنسبة للعنصر الذي يشير إليه الرمز "O" (من الاسم اللاتيني Oxygenium) ، هناك مادتان بسيطتان شائعتان في الطبيعة معروفان. صيغة أحدهم هي O2 ،والثاني هو O3.هذه تعديلات متآصلة للأكسجين (متآصل). هناك مركبات أخرى أقل استقرارًا (O4و O8). ستساعد المقارنة بين الجزيئات وخصائص المواد على فهم الفرق بين هذه الأشكال
ما هي التعديلات المتآصلة؟
يمكن أن توجد العديد من العناصر الكيميائية في شكلين أو ثلاثة أو أكثر. كل من هذه التعديلات يتكون من ذرات من نفس النوع. كان العالم J. Berzellius في عام 1841 أول من أطلق على مثل هذه الظاهرة allotropy. تم استخدام الانتظام المفتوح في الأصل فقط لتوصيف المواد ذات التركيب الجزيئي. على سبيل المثال ، من المعروف أن هناك تعديلين متآصلين للأكسجين ، حيث تشكل الذرات جزيئات. في وقت لاحق ، وجد الباحثون أن التعديلات يمكن أن تكون من بين البلورات. وفقًا للمفاهيم الحديثة ، يعد التآصل إحدى حالات تعدد الأشكال. الاختلافات بين الأشكال ناتجة عن الآلياتتكوين رابطة كيميائية في الجزيئات والبلورات. تتجلى هذه الميزة بشكل أساسي من خلال عناصر المجموعات 13-16 من الجدول الدوري.
كيف تؤثر مجموعات مختلفة من الذرات على خصائص المادة؟
تتشكل التعديلات المتآصلة للأكسجين والأوزون بواسطة ذرات العنصر ذات العدد الذري 8 ونفس عدد الإلكترونات. لكنهم يختلفون في الهيكل ، مما أدى إلى تناقض كبير في الخصائص.
| علامات | الأكسجين | أوزون |
| تكوين الجزيء | 2 ذرات الأكسجين | 3 ذرات أكسجين |
| مبنى |
|
|
| الحالة الإجمالية واللون | غاز شفاف عديم اللون أو سائل أزرق شاحب | غاز أزرق ، سائل أزرق ، مادة صلبة بنفسجية داكنة |
| رائحة | مفقود | حاد ، يذكرنا بالعاصفة الرعدية ، قش مقطوع حديثًا |
| نقطة الانصهار (درجة مئوية) | -219 | -193 |
| نقطة الغليان (درجة مئوية) | -183 | -112 |
|
الكثافة (g / l) |
1، 4 | 2، 1 |
| الذوبان في الماء | يذوب قليلاً | أفضل من الأكسجين |
| تفاعل | في ظل الظروف العاديةمستقر | يتحلل بسهولة لتشكيل الأكسجين |
استنتاجات تستند إلى نتائج المقارنة: لا تختلف التعديلات الخواصية للأكسجين في تركيبها النوعي. تنعكس بنية الجزيء في الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد
هل كميات الأكسجين والأوزون متماثلة في الطبيعة؟
المادة التي تكون صيغتها O2، توجد في الغلاف الجوي والغلاف المائي وقشرة الأرض والكائنات الحية. يتكون حوالي 20٪ من الغلاف الجوي من جزيئات الأكسجين ثنائي الذرة. في الستراتوسفير ، على ارتفاع حوالي 12-50 كم من سطح الأرض ، توجد طبقة تسمى "شاشة الأوزون". ينعكس تكوينها في الصيغة O3. يحمي الأوزون كوكبنا من خلال امتصاصه للأشعة الخطرة من طيف الشمس الأحمر والأشعة فوق البنفسجية. يتغير تركيز المادة باستمرار ، ومتوسط قيمتها منخفض - 0.001٪. وبالتالي ، O2و O3هي تعديلات أكسجين متآصلة لها اختلافات كبيرة في التوزيع في الطبيعة.
كيفية الحصول على الأكسجين والأوزون
الأكسجين الجزيئي هو أهم مادة بسيطة على الأرض. يتشكل في الأجزاء الخضراء من النباتات في الضوء أثناء عملية التمثيل الضوئي. مع التفريغ الكهربائي من أصل طبيعي أو اصطناعي ، يتحلل جزيء الأكسجين ثنائي الذرة. تبلغ درجة الحرارة التي تبدأ عندها العملية حوالي 2000 درجة مئوية. تتحد بعض الجذور الناتجة مرة أخرى مكونة الأكسجين. تتفاعل بعض الجسيمات النشطة مع الجزيئات ثنائية الذرةالأكسجين. ينتج عن هذا التفاعل الأوزون ، والذي يتفاعل أيضًا مع الجذور الحرة للأكسجين. هذا يخلق جزيئات ثنائية الذرة. يؤدي انعكاس التفاعلات إلى حقيقة أن تركيز الأوزون الجوي يتغير باستمرار. في الستراتوسفير ، يكون تكوين طبقة تتكون من جزيئات O3مرتبطًا بالأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس. بدون هذا الدرع الواقي ، يمكن أن تصل الأشعة الخطرة إلى سطح الأرض وتدمر جميع أشكال الحياة.
تعديلات متآصلة للأكسجين والكبريت
توجد العناصر الكيميائية O (Oxygenium) و S (الكبريت) في نفس المجموعة من الجدول الدوري ، وتتميز بتكوين أشكال متآصلة. من بين الجزيئات التي تحتوي على أعداد مختلفة من ذرات الكبريت (2 ، 4 ، 6 ، 8) ، في ظل الظروف العادية ، الأكثر استقرارًا هو S8 ، الذي يشبه التاج في الشكل. يتكون الكبريت المعيني وأحادي الميل من جزيئات 8 ذرات.
عند درجة حرارة 119 درجة مئوية ، يشكل الشكل أحادي الميل الأصفر كتلة لزجة بنية - تعديل بلاستيكي. تعتبر دراسة التعديلات المتآصلة للكبريت والأكسجين ذات أهمية كبيرة في الكيمياء النظرية والأنشطة العملية.
في النطاق الصناعي ، يتم استخدام الخصائص المؤكسدة لأشكال مختلفة. يستخدم الأوزون لتطهير الهواء والماء. ولكن بتركيزات أعلى من 0.16 مجم / م 3 ، فإن هذا الغاز يشكل خطورة على الإنسان والحيوان. الأكسجين الجزيئي ضروري للتنفس ويستخدم في الصناعة والطب. تلعب تآصل الكربون دورًا مهمًا في النشاط الاقتصادي.(الماس ، الجرافيت) ، الفوسفور (أبيض ، أحمر) وعناصر كيميائية أخرى.
