Allotropy (řecké allos další a TROPOS způsob) je, v chemii , v mineralogie a vědy o materiálech , schopnost některých jednoduchých těles existovat v několika formách, krystalické nebo molekulární různé. To je ekvivalent polymorfismu části složených těles z hlediska různých krystalických formách (organizace ze stejných atomů v různých krystalických odrůdy) nebo izomerie, pokud jde o různých molekulárních forem (organizace ze stejných atomů v jiné molekuly). Například, amorfní uhlík , grafit , diamantový , Lonsdaleite , chaoite , fullerenů a nanofoam jsou allotropic odrůdy uhlíku v tom smyslu, že jsou různé krystalické formy jediného tělesa odpovídající chemického prvku uhlíku. Kyslík a trioxygen (nebo ozon jsou) také jednoduché alotropický tělo odpovídající chemický prvek kyslíku , ale tentokrát v tom smyslu, že jsou různé molekulární formy.
Pojem alotropie se týká pouze různých forem chemického prvku ve stejné fázi nebo stavu hmoty ( pevná látka , kapalina , plyn ). Fázové změny prvku nejsou podle definice spojeny se změnou alotropické formy (např. Kapalný kyslík a plynný kyslík nejsou obě alotropní formy). U některých chemických prvků mohou alotropní formy existovat v různých fázích; například dvě alotropní formy kyslíku, dioxygen a ozon, mohou existovat v pevné, kapalné a plynné fázi.
Pojem alotropie vyvinul švédský chemik Jöns Jacob Berzelius .
Allotropní formy chemického prvku mohou často mít fyzikální vlastnosti (barvu, tvrdost, teplotu tání , elektrickou vodivost , tepelnou vodivost ) a jinou chemickou reaktivitu, i když jsou vyrobeny ze stejných atomů. Například dioxygen není příliš reaktivní (a netoxický) za podmínek, kdy je ozon velmi reaktivní (a toxický).
Transformace alotropické formy z jednoho prvku na druhý jsou často vyvolávány změnami tlaku , teploty nebo dokonce chemickou reakcí a některé formy jsou stabilní pouze za určitých podmínek teploty a tlaku; například :
Typicky prvky, které jsou schopné vytvářet proměnlivý počet chemických vazeb, a ty, které mají schopnost zřetězení, mají obvykle největší počet alotropních forem. To je případ síry , které se před nedávnou objevu Z mnoha allotropic forem uhlíku, držel rekord pro molekulární (S 8 , S 2 , atd. ), A krystalografické (S α , S β , allotropic odrůdy ) . atd. ). Allotropyový jev je typicky viditelnější v případě nekovů, protože může být jak krystalický, tak molekulární. Druhý případ není u kovů možný.
Dvě nejběžnější alotropní formy:
Stejně jako jiné vzácnější formy:
Tetraoxygen O 4 - červená a octaoxygène O 8 - červená, někdy označované jako allotropic odrůd kyslíku, jsou sestavy molekuly kyslíku. Nepředstavují alotropickou odrůdu.
Případ síry je nejsložitější, protože na jedné straně snadnost zřetězení síry umožňuje existenci v široké škále molekul vzorců Sn a cyklo- Sn . Na druhou stranu tyto různé molekuly krystalizují v různých krystalických variantách.
Tento výčet, jakkoli dlouhý, skrývá složitost tří možných konformací jednotek S 3nachází se v sírových řetězcích: cis , d- trans a l- trans (viz obrázek na opačné straně).
Fázový diagram čistých těla ukazuje, kromě pevné, kapalné a plynné stavů, různých allotropic odrůd v teplotních a tlakových pásem, kde jsou stabilní. To je případ zjednodušeného diagramu stavu síry naproti.