Substantele alotropice, ce sunt ele. exemple si categorii

Alotropia este un fenomen caracteristic substanţelor simple prin care un element poate exista în diferite forme cristaline (alotropie de formă) sau în diferite forme (structuri) moleculare (alotropie de poziţie). Toate elementele cu structuri poliatomice au forme alotrope, în afară de Si, Ge, Bi şi Te care sunt monotrope. Dintre cele cu molecule biatomice doar oxigenul există ca O2 şi O3. Alotropia este determinată de tipul legăturilor chimice şi structurilor moleculare şi cristaline pe care le pot realiza atomii unui element. Legăturile în cadrul formelor alotropice se realizează fie prin orbitali atomici puri, fie prin orbitali hibrizi.

Câteva exemple de forme alotropice ar fi:

• Sn apare sub două forme: cubică şi reţea compactă asemănătoare cu reţelele metalice la care se pun în comun doar electroni din substratul p nu şi din orbitalul s;
• S se prezintă în stare solidă şi lichidă sub formă de molecule octaatomice (S8) iar peste 400 °C în stare de gaz moleculele vor avea structura S2 similar în structură cu O din aceeaşi grupă;
• O prezintă două forme alotropice O2 şi O3 al căror echilibru a fost discutat la prezentarea ionosferei (ecuaţia 1.1);
• P în stare nativă are o moleculă cu 4 atomi, P4 care trece la 800 °C în P2 care are aceeaşi structură şi proprietăţi cu molecula de azot, N2;
• La B forme alotropice apar numai peste 1000 °C, structurile cristaline fiind complicate. O primă clasificare a elementelor chimice se poate face în metale, nemetale şi elemente inerte (gaze rare):
• Metalele au structuri cristaline şi formează cu precădere legături covalente metalice, numite comun legături metalice;
• Nemetalele formează cu precădere legături covalente. Conform regulii octetului de electroni, structurile nemetalelor derivă din cele 8 – N (N = numărul grupei) covalenţe pe care atomii lor le pot forma între ei. î

Forma de existenţă a acestor elemente este de: 

o molecule biatomice, la elementele grupei a 17-a, azot şi oxigen;
o inele sau macromolecule liniare, în care fiecare atom este legat prin covalenţe de doi atomi vecini, la elementele grupei a 16-a;
o molecule tetraatomice sau reţele din două straturi duble de atomi, în care fiecare atom este legat covalent de alţi trei, la elementele grupei a 15-a;
o reţele tridimensionale, la elementele grupei a 14-a.
• Gazele rare se prezintă aproape totdeauna sub formă monoatomică, deoarece stratul exterior este complet ocupat cu electroni şi pot forma foarte greu legături chimice.