Conceituação de alotropia
Alotropia é quando um mesmo elemento químico tem o poder de originar substâncias simples e diferentes, tais substâncias foram denominadas de alótropos ou formas alotrópicas, por exemplo:
Elemento: oxigênio
Formas alotrópicas: oxigênio (O2) e Ozônio (O3).
Elemento: carbono
Formas alotrópicas: grafita (Cn), diamante (Cn).
Diferenças entre alótropos
O elemento alótropo pode diferenciar-se em:
– na quantidade de átomos que uma molécula de um elemento contém, por exemplo, oxigênio e ozônio, que são compostos de moléculas cuja atomicidade é de 2(O2) e 3(O3), e acontece também entre o fósforo branco (P4), e fósforo vermelho (Pn).
– na estrutura cristalina – ocorre com o diamante e com a grafita, os átomos da grafita liga-se a três átomos, e no diamante cada átomo liga-se a quatro átomos, o que faz com que as camadas fiquem empilhadas. As formas alotrópicas do enxofre têm suas moléculas organizadas de formas diferentes.
Em relação aos diamantes, cada átomo está ligado a outros 4 átomos, já na grafia, cada átomo se liga à 3 outros átomos.
Propriedades físicas
Existem alguns dados que diferem propriedades físicas dos alótropos dos elementos. Vejamos:
– O gás oxigênio é incolor, insípido e inodoro, possui uma densidade: 1,429 g/L, sua temperatura e sua pressão são normais (TPN) 218,8 ºC, graus de fundição, e 183,0 ºC, grau de ebulição.
– Diferente do gás ozônio, azul pálido, odor irritante. Densidade 2,144 g/L, temperatura e pressão normais (TPN), 249,6 ºC, grau de fundição, 112,3 ºC, grau de ebulição.
Cristais de exofre rômbico e monoclínico.
Propriedades químicas
Podemos notar que os aspectos energéticos e a velocidade que as reações ocorrem, diferem às propriedades químicas.
Por exemplo, os dois tipos de fósforos tanto a o vermelho quanto o branco, reagem com oxigênio em excesso provocando a formação de anidrido fosfórico; cloro provocando a formação de cloretos, entre outros.
Entretanto, é válido lembrar que a propriedade branca reage mais rapidamente que a vermelha. O diamante e a grafita, também reagem com o oxigênio, provocando a formação de gás carbônico, porém o aquecimento do diamante libera mais energia que a grafita.
Estabilidade dos alótropos
A grafita entende-se como sendo mais estável que diamante, o gás oxigênio é mais estável que ozônio. Isso acontece porque as os formatos alotrópicos mais estáveis estão presentes na natureza em maior quantidade.
Para obter o processo inverso, é recomendado o dispêndio de energia. Vejamos:
Fulerenos
São moléculas de carbono, que contém 60 átomos, divididos de forma que parece uma esfera, contendo 12 pentágonos e 20 hexágonos. Essa molécula é denominada buckyball. Foram descobertas também outras moléculas (C90, C120, entre outras) que são denominadas fulerenos.
