Zjawiska zarówno alotropii pierwiastków, jak i polimorfizmu czy izomorfizmu bezpośrednio związane są z budową substancji chemicznych. Można powiedzieć, że w pewnym sensie zależą od struktur krystalograficznych.

bg‑gold

Pojęcie izomorfizmu

Różne substancje o bardzo podobnej lub identycznej postaci krystalicznej, o tym samym typie wzoru chemicznego, wykazujące takie same lub bardzo zbliżone rozmiary komórki elementarnej, noszą nazwę substancji izomorficznych. Zjawisko izomorfizmu polega na tym, że z roztworu lub stopu, zawierającego dwie izomorficzne ze sobą substancje, wydzielają się w czasie krystalizacji kryształy homogeniczne, które składają się z tych obydwu substancji. Skład takich kryształów zależy od składu roztworu, z jakiego krystalizowały. Cechą charakterystyczną substancji izomorficznych jest zdolność do tworzenia roztworów stałych, czyli kryształów mieszanych, poprzez poddanie ich krystalizacji.

Przykładem mogą być związki KBrKCl. Mają identyczne sieci przestrzenne, a promienie ich jonów: Cl- (167 pm) i Br (182 pm) niezbyt różnią się od siebie. Tworzenie kryształów mieszanych polega na tym, że atomy czy jony, wykazujące taki sam ładunek oraz zbliżone wymiary, mogą się wzajemnie zastępować w sieci przestrzennej.

W przypadkach KClNaCl lub NaClNal nie występuje zjawisko izomorfizmu, ponieważ promienie jonowe wykazują zbyt duże różnice, by jony te mogły się zastępować w sieci przestrzennej kryształu mieszanego. W przyrodzie w postaci roztworów stałych mieszanych występuje większość minerałów. Na zdjęciu poniżej przedstawiono kryształ chlorku potasu (KCl).

R5iTpBM1QAlER
Kryształ chlorku potasu, KCl. Preparaty chlorku potasu są używane jako leki w niedoborze jonów potasu
Źródło: Eligiusz Szełęg, dostępny w internecie: www.scholaris.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑gold

Pojęcie polimorfizmu

Inne zjawisko zachodzi, gdy jedna i ta sama substancja, w zależności od warunków, występuje w dwóch lub więcej odmianach. Odmiany te różnią się postacią krystaliczną i strukturą sieci przestrzennej. Mówimy wtedy o polimorfizmie. Substancje te różnią się właściwościami fizycznymi, a czasami również chemicznymi. Typowym przykładem polimorfizmu jest występowanie węglanu wapnia CaCO3 w przyrodzie w postaci kalcytu (struktura trygonalna) i aragonitu (struktura rombowa). Przykładem kalcytu są stalaktyty jaskiniowe, które zostały przedstawione na zdjęciu poniżej.

R1KhNcdE7A0xt1
Stalaktyty kalcytowe. Jaskinia w Parku Narodowym Carlsbad Caverns (ang. Carlsbad Caverns National Park), położonego w południowo-wschodniej części stanu Nowy Meksyk w Stanach Zjednoczonych
Źródło: www.pixabay.com, domena publiczna.

Minerały te różnią się również twardością. Drugi przykład polimorfizmu to dwie odmiany siarczku cynku ZnS. Odmiana tworząca minerał wurcyt krystalizuje w układzie heksagonalnym, a odmiana tworząca minerał zwany blendą cynkową (sfaleryt) – w układzie regularnym. Substancje polimorficzne nie są różnymi stanami skupienia, ale są różnymi fazami materii. Przejścia z jednej odmiany do drugiej są przemianami fazowymi pierwszego rzędu. Nie zachodzą one jednak w ściśle określonych temperaturach, lecz są zależne od termicznej historii próbek. Skutkiem tego, dany związek może występować w dwóch różnych odmianach polimorficznych w tej samej temperaturze.

bg‑gold

Pojęcie alotropii

Termin „alotropia” oznacza występowanie w tym samym stanie fizycznym jednej lub więcej form pierwiastka chemicznego. Różne formy powstają na podstawie różnych sposobów łączenia atomów. Odmiany alotropowe mogą wykazywać bardzo różne właściwości chemiczne i fizyczne. Mogą mieć inną strukturę krystaliczną lub różnić się liczbą atomów w cząsteczkach. Na przykład grafit i diament są alotropami węgla, które występują w stanie stałym. Grafit jest miękki, a diament niezwykle twardy. Zjawisko alotropii jest dość powszechne w świecie pierwiastków. Wykazują ją na przykład: węgiel, fosfor, siarka czy tlen, a także mniej znane pierwiastki, takie jak: arsen, antymon, cyna, mangan, selen, uran, żelazo.

Alotropia węgla

Węgiel jest pierwiastkiem grupy 14., należy do niemetali. Wchodzi on w skład wielu nieorganicznych i organicznych związków chemicznych. Wykazuje kilka odmian alotropowych, które znane są z życia codziennego. Na grafice poniżej przedstawiono schematycznie struktury atomowe odmian alotropowych węgla.

Alotropia siarki

Siarka jest pierwiastkiem chemicznym z grupy 16. układu okresowego, należy do niemetali. Jest to jasnożółta, krucha, stała substancja bez zapachu i smaku. Żaden inny pierwiastek nie tworzy więcej odmian alotropowych od siarki. Obecnie znanych i dobrze scharakteryzowanych jest około 30, z których najczęstszą postacią występującą w przyrodzie jest zielono–żółta rombowa siarka α, zawierająca pomarszczone pierścienie S8, którą przedstawiono na schemacie obok. Drugą dobrze znaną formą jest siarka jednoskośna β. Siarka rombowa jest trwała w warunkach normalnych, a ogrzewanie jej do temperatury 95,6°C powoduje przekształcenie się w siarkę jednoskośną. Obydwie odmiany są rozpuszczalne w  dwusiarczku węgla (CS2).

RsLGGNfg719Rg
Schemat przedstawia przejścia odmian alotropowych siarki
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1L5zdLLegVhQ1
Fotografia przedstawia Wulkan Dallol na terenie Pustyni Danakilskiej w Etiopii. Cechą charakterystyczną Dallol są gorące, kolorowe baseny solankowe wypełniające kratery wulkanu. Tworzą je gorące źródła, które wypłukują związki siarki i żelaza z magmy.
Źródło: dostępny w internecie: pl.wikipedia.org, domena publiczna.

Alotropia fosforu

Fosfor to pierwiastek chemiczny należący do 15. grupy układu okresowego. Po raz pierwszy został wyizolowany (jako biały fosfor) w 1669. Nazwa pierwiastka pochodzi od zjawiska emisji słabego światła po wystawieniu na działanie tlenu. Fosfor występuje w kilku odmianach alotropowych, najpopularniejsze z nich to: biała, czerwona, fioletowa i czarna.

Alotropia tlenu

Tlen jest pierwiastkiem chemicznym reprezentowanym przez symbol „O” i ma liczbę atomową 8. To pierwszy element w grupie 16. układu okresowego. Jest najobficiej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej i stanowi około jednej piątej ziemskiej atmosfery. Alotropia tlenu jest jedynym przykładem alotropii w stanie gazowym. Przykłady form alotropowych tlenu przedstawiono poniżej.

R1FuvMJtVugzv
O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego (ditlen) Na ilustracji znajdują się dwie połączone ze sobą kulki. To ditlen.Tlen w stanie wolnym występuje w postaci cząsteczek dwuatomowych O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego oraz trójatomowych – ozonu O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego , O indeks dolny, trzy, koniec indeksu dolnego (tritlen) Na ilustracji są trzy połączone ze sobą kulki. To tritlen.Cząsteczka o budowie trójkąta równoramiennego ma dwa wiązania sigma i jeden orbital pi rozciągający się na wszystkie trzy atomy. Każdy atom ma hybrydyzację s p indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego., O indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego (tetratlen, struktura D indeks dolny, trzy h, koniec indeksu dolnego) Ilustracja przedstawia cztery połączone ze sobą kulki - jedna jest w środku, trzy są z nią połączone. Tworzą trójkątną konstrukcję. To tetratlen.Obliczenia teoretyczne przewidują istnienie metastabilnych molekuł O indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego o dwóch różnych kształtach: jeden z nich przypomina trójkąt równoramienny, w którym atom centralny otoczony jest trzema atomami tlenu., O indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego (tetratlen, struktura D indeks dolny, dwa h, koniec indeksu dolnego) Na ilustracji znajdują się cztery połączone ze sobą kulki. Drugi przypomina „pomarszczony” kwadrat. Tetratlen powstaje przy ciśnieniu ok. dwadzieścia GPa, kiedy cząsteczki tlenu O indeks dolny, dwa, koniec indeksu dolnego zaczynają przechodzić w czteroatomową odmianę O indeks dolny, cztery, koniec indeksu dolnego.
Źródło: dostępny w internecie: ca.wikipedia.org, domena publiczna.
Polecenie 1

Zapoznaj się z mapą pojęciową i grafiką interaktywną, a następnie wykonaj ćwiczenia.

Przykłady odmian alotropowych metali i niemetali:

RXifnvEoFQxcq1
Mapa myśli. Lista elementów: Nazwa kategorii: [bold]Alotropia[/]Elementy należące do kategorii [bold]Alotropia[/]Nazwa kategorii: [bold]Metale[/]Elementy należące do kategorii [bold]Metale[/]Nazwa kategorii: [bold]Cyna[/]Elementy należące do kategorii [bold]Cyna[/]Nazwa kategorii: Cyna α (szara)Nazwa kategorii: Cyna β (biała)Koniec elementów należących do kategorii [bold]Cyna[/]Nazwa kategorii: [bold]Żelazo[/]Elementy należące do kategorii [bold]Żelazo[/]Nazwa kategorii: Żelazo αNazwa kategorii: Żelazo βNazwa kategorii: Żelazo γNazwa kategorii: Żelazo δKoniec elementów należących do kategorii [bold]Żelazo[/]Nazwa kategorii: [bold]Uran[/]Elementy należące do kategorii [bold]Uran[/]Nazwa kategorii: Uran α (rombowa)Nazwa kategorii: Uran β (tetragonalna)Nazwa kategorii: Uran (regularna)Koniec elementów należących do kategorii [bold]Uran[/]Koniec elementów należących do kategorii [bold]Metale[/]Nazwa kategorii: [bold]Niemetale[/]Elementy należące do kategorii [bold]Niemetale[/]Nazwa kategorii: [bold]Tlen[/]Elementy należące do kategorii [bold]Tlen[/]Nazwa kategorii: DitlenNazwa kategorii: TritlenNazwa kategorii: TetratlenKoniec elementów należących do kategorii [bold]Tlen[/]Nazwa kategorii: [bold]Węgiel[/]Elementy należące do kategorii [bold]Węgiel[/]Nazwa kategorii: DiamentNazwa kategorii: GrafitElementy należące do kategorii GrafitNazwa kategorii: GrafenKoniec elementów należących do kategorii GrafitNazwa kategorii: FulerenyElementy należące do kategorii FulerenyNazwa kategorii: NanorurkiKoniec elementów należących do kategorii FulerenyKoniec elementów należących do kategorii [bold]Węgiel[/]Nazwa kategorii: [bold]Fosfor[/]Elementy należące do kategorii [bold]Fosfor[/]Nazwa kategorii: Fosfor białyNazwa kategorii: Fosfor czarnyNazwa kategorii: Fosfor czerwonyNazwa kategorii: Fosfor fioletowyKoniec elementów należących do kategorii [bold]Fosfor[/]Nazwa kategorii: [bold]Selen[/]Elementy należące do kategorii [bold]Selen[/]Nazwa kategorii: Selen czerwonyNazwa kategorii: Selen szaryKoniec elementów należących do kategorii [bold]Selen[/]Nazwa kategorii: [bold]Siarka[/]Elementy należące do kategorii [bold]Siarka[/]Nazwa kategorii: Siarka α (rombowa)Nazwa kategorii: Siarka β (jednoskośna)Koniec elementów należących do kategorii [bold]Siarka[/]Koniec elementów należących do kategorii [bold]Niemetale[/]Koniec elementów należących do kategorii [bold]Alotropia[/]
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Polecenie 2

Stwórz własną mapę myśli, za pomocą której uporządkujesz swoją wiedzę na temat odmian alotropowych metali i niemetali. W dostępnych źródłach odszukaj nazwy pierwiastków chemicznych i występujących w przyrodzie ich form krystalicznych.

R1ZR2gdzss6zo
Mapa myśli. Lista elementów: Nazwa kategorii: ALOTROPIAElementy należące do kategorii ALOTROPIANazwa kategorii: METALEElementy należące do kategorii METALENazwa kategorii: Elementy należące do kategorii Nazwa kategorii: Koniec elementów należących do kategorii Nazwa kategorii: Elementy należące do kategorii Nazwa kategorii: Koniec elementów należących do kategorii Nazwa kategorii: Elementy należące do kategorii Nazwa kategorii: Koniec elementów należących do kategorii Koniec elementów należących do kategorii METALENazwa kategorii: NIEMETALEElementy należące do kategorii NIEMETALENazwa kategorii: Elementy należące do kategorii Nazwa kategorii: Koniec elementów należących do kategorii Nazwa kategorii: Elementy należące do kategorii Nazwa kategorii: Koniec elementów należących do kategorii Nazwa kategorii: Elementy należące do kategorii Nazwa kategorii: Koniec elementów należących do kategorii Koniec elementów należących do kategorii NIEMETALEKoniec elementów należących do kategorii ALOTROPIA
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1F4KOTdQJcPC
(Uzupełnij).
RPoPbTNjySuCP1
Schemat alotropii w przyrodzie z podziałem na metale i niemetale. Po lewej stronie opisano metale, po prawej niemetale w formie zwężających się ku dołowi trójkątów. W przypadku metali w trójkącie z góry na dół umieszczono: uran o liczbie atomowej 92, cynę o liczbie atomowej 50, żelazo o liczbie atomowej 26. W przypadku niemetali znajdują się od góry kolejno: selen o liczbie atomowej 34, fosfor 15, siarka 14, tlen 8, węgiel 6. Schemat opisano: 1. Metale. W układzie okresowym większość pierwiastków to metale, które charakteryzują się określonymi właściwościami., 2. Na zdjęciu jest dłoń w rękawiczkach trzymająca szary krążek. Opis: Uran. Pierwiastek chemiczny z grupy aktynowców w układzie okresowym. Wśród pierwiastków występujących naturalnie na Ziemi ma największą liczbę atomową – 92. Naturalnie występuję w postaci słabo promieniującego izotopu U‑238., 3. Na ilustracji jest romb w 3D z atomami – kulkami. Kulki znajdują się na każdym wierzchołku figury. Opis: Odmiana rombowa. Ta odmiana alotropowa uranu jest stabilna do 668 stopni Celsjusza., 4. Na ilustracji znajduje się sześcian foremny w 3D z kulkami – atomami. Kulki znajdują się na każdym wierzchołku, jedna kulka jest w środku figury. Przez kulkę przechodzą przekątne. Opis: Odmiana regularna. Ta odmiana alotropowa uranu występuję od 775 stopni Celsjusza do temperatury topnienia., 5. Na ilustracji jest prostopadłościan z kulkami – atomami na każdym wierzchołku. Opis: Odmiana tetragonalna. Ta odmiana alotropowa uranu jest stabilna w temperaturze od 668 stopni Celsjusza do 775 stopni Celsjusza., 6. Na zdjęciu są metalowe jasno- i ciemnobrązowe nakrętki. Opis: Cyna. Jest metalem z bloku p i ze względu na swoje właściwości mechaniczne, charakteryzujące się łatwością obróbki. Stosowana była do produktów użytku codziennego jako stop z miedzią zwany brązem., 7. Na ilustracji znajduje się prostopadłościan z kulkami – atomami na każdym wierzchołku oraz w środku figury. Opis: Cyna biała (cyna beta). Jest stabilną, o srebrzystobiałym kolorze odmianą alotropową cyny. Jest to miękki, kowalny i ciągliwy metal, podlegający łatwej obróbce oraz posiada niewielką wytrzymałość mechaniczną. 8. Na ilustracji jest sześcian z kulkami – atomami. Kulki znajdują się na każdym wierzchołku figury oraz kilka jest w środku. Opis: Cyna szara (cyna α). Powstaje z przekształcenia cyny białej pod wpływem zmiany temperatury do wartości poniżej 13.2 stopni Celsjusza. Tę przemianę można zaobserwować na postaci krystalicznej cyny białej, która początkowo objawia się jako lekkie wybrzuszenie które potem przechodzą w ubytki w strukturze tego metalu, 9. Na zdjęciu są różne kawałki żelaza. Są metaliczne. Opis: Żelazo pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 26. Pod względem masy żelazo jest najczęściej występującym pierwiastkiem chemicznym na Ziemi. Stanowi większość składu jej jądra zewnętrznego i wewnętrznego. Jest także czwartym najbardziej powszechnym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej., 10. Na ilustracji jest sześcian z kulkami. Kulki są na każdym wierzchołku, a jedna kulka jest w środku figury. Opis: Żelazo alfa. Jest formą trwałą do temperatury 911, tworzy stopy z węglem o nazwie ferryt posiada właściwości magnetyczne do temperatury 768 stopni Celsjusza ma sieć regularną przestrzennie centrowaną. jest również najbardziej stabilną formą żelaza występującą w temperaturze pokojowej. Oznacza to, że większość żelaza wydobywanego lub znajdowanego naturalnie byłaby w postaci żelaza alfa., 11. Żelazo beta. Ta odmiana alotropowa istnieje w temperaturach od 768 do 911 stopni Celsjusza i nie wykazuje właściwości magnetycznych. Ma taką samą budowę jak żelazo α., 12. Na ilustracji znajduje się sześcian z kulkami – atomami. Kulki są na każdym wierzchołku, a jedna kulka zawieszona jest w środku figury. Opis: Żelazo gamma tworzy stopy z węglem o nazwie Austenit. Przyjmuje formę trwałą w temperaturze od 911 stopni Celsjusza do 1392 stopni Celsjusza, nie wykazuje właściwości magnetycznych oraz ma strukturę sieci regularnej ściennie centrowanej., 13. Na ilustracji jest sześcian z kulkami – atomami. Kulki są na każdym wierzchołku, a jedna kulka jest w środku figury. Przechodzą przez nią przekątne. Opis: Żelazo delta jest formą trwałą od temperatury 1392 stopni Celsjusza do temperatury topnienia. Tworzy ferryt wysokotemperaturowy, który nie wykazuje właściwości magnetycznych. Żelazo delta ma strukturę identyczną jak żelazo alfa., 14. Niemetale. Niemetale stanowią około 20% wszystkich pierwiastków chemicznych. Pod względem właściwości stanowią najbardziej zróżnicowaną grupę pierwiastków., 15. Na zdjęciu jest bryła w kolorze żółtymi i brunatnym. Opis: Selen. Selen występuje w skorupie ziemskiej, pozyskiwany z zanieczyszczeń niektórych rud. Tworzy kilka odmian alotropowych, które powstają w zależności od szybkości zmiany temperatury otoczenia. Obecnie wykorzystywany jest m.in. do produkcji ogniw słonecznych., 16. Na ilustracji jest sześcian z kulkami – atomami. Kulki znajdują się także w środku figury. Opis: Selen czerwony. Selen czerwony (odmiana beta) to czerwone ciało amorficzne. Jest bardzo reaktywny, pali się na powietrzu i gwałtownie reaguje z wodą., 17. Na ilustracji jest sześcian. Na ścianach bocznych są zygzakowate wiązania łączące cztery czerwone kulki. Opis: Selen szary. Odmiana alfa to tzw. selen szary lub metaliczny, o kolorze srebrzystoszarym, kruchy. Utlenia się on na powietrzu powoli, nie reaguje z wodą, lecz reaguje zarówno z kwasami, jak i zasadami., 18. Na zdjęciu w probówce są czarne drobiny kamienia. Opis: Fosfor. Nazwa pierwiastka pochodzi od zjawiska emisji słabego światła po wystawieniu na działanie tlenu. Fosfor występuje w kilku odmianach alotropowych, najpopularniejsze z nich to: biała, czerwona, fioletowa i czarna., 19. Na ilustracji jest ostrosłup z atomami – kulkami na każdym wierzchołku. Opis: Fosfor biały. Jest to odmiana, która tworzy materiał o białym kolorze i woskowatej konsystencji, który wykazuje właściwości łatwopalne, przez co ze względów bezpieczeństwa przechowywany jest pod wodą. Stosowany jest jako broń zapalająca oraz trutka na szczury., 20. Na ilustracji jest podłużna struktura zbudowana z kulek połączonych wiązaniami. Opis: Fosfor czerwony. Występuje pod postaci nierozpuszczalnego w wodzie ciemnoczerwonego proszku, charakteryzuje się brakiem zapachu oraz właściwości toksycznych. Stosowana jest jako jeden ze składników draski na pudełkach od zapałek., 21. Na ilustracji są atomy połączone ze sobą wiązaniami. Tworzą podłużną strukturę. Opis: Fosfor fioletowy. Mało reaktywna odmiana, nierozpuszczalna w żadnym znanym rozpuszczalniku, powstająca w wyniku podgrzania w próżni czerwonej odmiany alotropowej fosforu do temperatury około 530 stopni Celsjusza., 22. Na ilustracji są atomy połączone ze sobą wiązaniami. Tworzą model płaski kształtem zbliżony do kwadratu. Opis: Fosfor czarny. Najmniej reaktywna z odmian alotropowych fosforu o metalicznym połysku, posiada właściwości półprzewodnikowe przez co znajduje potencjalne zastosowanie jako materiał do zastosowania w optoelektronice i elektronice., 23. Na zdjęciu pokruszone kawałki siarki. Opis: Siarka. Żaden inny pierwiastek nie tworzy więcej odmian alotropowych od siarki. Obecnie znanych i dobrze scharakteryzowanych jest około 30, z których najczęstszą postacią występującą w przyrodzie jest zielono‑żółta rombowa siarka α., 24. Na ilustracji jest model z sześcioma atomami połączonymi wiązaniami. Opis: Siarka rombowa. Najbardziej popularna odmiana w naturalnym środowisku. Jest żółtą substancją krystaliczną, w czystej postaci ma zielonkawo‑żółty odcień. Jest praktycznie nierozpuszczalna w wodzie i jest dobrym izolatorem elektrycznym., 25. Na ilustracji przedstawiono model z ośmioma kulkami – atomami połączonymi wiązaniami. Opis: Siarka jednoskośna β‑Siarka tworzy jasnożółtą substancje krystaliczną. Po przekroczeniu temperatury 118,9 stopni Celsjusza następuje zmiana skupienia do stanu ciekłego., 26. Ilustracja przedstawia dłoń w rękawiczce trzymającą słoik, w którym znajdują się niebieskie kryształki. Opis: Tlen. Tlen jest najobficiej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej i stanowi około jedną piątą ziemskiej atmosfery. Alotropia tlenu jest jedynym przykładem alotropii pierwiastka w stanie gazowym, jednakże tlen również występuję w alotropowych odmianach w stanie stałym., 27. Na ilustracji są dwie połączone ze sobą kulki. Opis: Ditlen. Odmiana, która występuje w stanie wolnym w powietrzu. Występuje jako dwa związane ze sobą atomu tlenu., 28. Na ilustracji trzy kulki połączone ze sobą dwoma wiązaniami. Tworzą trójkąt. Opis: Tritlen. Tworzy warstwę ozonową występującą w stratosferze (górna warstwa atmosfery), która w wyniku absorpcji szkodliwego promieniowania UV chroni żywe organizmy na Ziemi. Niedobór tej formy tlenu prowadzi do powstawania dziur ozonowych., 29. Na ilustracji cztery połączone ze sobą kulki. Tworzą kwadrat. Opis: Tetratlen jest inaczej nazywany czerwonym tlenem. Zbudowany jest z czterech związanych ze sobą atomów tlenu. Struktura ta powstaje w niskich temperaturach i wysokim ciśnieniu (ok. 20 gigapaskali)., 30. Na zdjęciu jest bryła czarnego węgla. Opis: Węgiel. Węgiel wchodzi w skład wielu nieorganicznych i organicznych związków chemicznych. Wykazuje kilka odmian alotropowych, które znane są z życia codziennego oraz znaczenie różnią się od siebie właściwościami fizycznymi., 31. Na ilustracji jest sześcian z kulkami – atomami. Opis: Diament. Najtwardszy oraz jeden z najdroższych znanych materiałów występujących w przyrodzie. Dzięki właściwości postaci krystalicznej zyskuje szerokie zastosowanie m.in. w jubilerstwie, aparaturze medycznej oraz materiałach ściernych. Diamenty są przezroczyste lub występują w różnych kolorach jak np. różowy czy niebieski., 32. Na ilustracji znajduje się struktura przypominająca połączone ze sobą w pionie wielościany. Opis: Grafit. Jedna z najbardziej pospolitych odmian alotropowych węgla. Tworzy ciemnoszarą oleistą miękką substancję o metalicznym połysku, znaną szczególnie z wkładów w ołówkach., 33. Na ilustracji jest kulisty model zbudowany z sześcioczłonowych pierścieni. Opis: Fuleren posiadają właściwości nadprzewodzące i półprzewodnikowe. Znajdują swoje zastosowanie w medycynie jako wysokowydajnych substancje kontrastowe oraz posiadają potencjalne zastosowanie jako nośniki leków., 34. Na ilustracji jest płaska struktura zbudowana z sześcioczłonowych pierścieni. Opis: Grafen jest materiałem o szerokich możliwościach zastosowania w przemyśle. Jest on potencjalnie brany pod uwagę w produkcji między innymi przejrzystych zwijające się w rolkę wyświetlaczy, niezwykle wydajnych paneli słonecznych oraz jako materiał konstrukcyjny samolotów.
Struktury krystaliczne odmian alotropowych metali i niemetali
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
21
Ćwiczenie 1

Która z odmian alotropowych siarki jest najbardziej rozpowszechniona w przyrodzie? Opisz jej budowę.

RC8hMItKUkXRr
Odpowiedź: (Uzupełnij).
2
Ćwiczenie 2

Jakie znasz odmiany alotropowe żelaza? Która z nich jest trwała w temperaturach od 768°C do 911°C?

R10kD4APzOuWw
Odpowiedź: (Uzupełnij).
3
Ćwiczenie 3

Która z odmian alotropowych cyny jest stabilna? Podaj jej trzy właściwości fizyczne. Uzasadnij, co wpływa na przemianę odmiany białej w szarą?

Ro5BnlAAMKudm
Odpowiedź: (Uzupełnij).
4
Ćwiczenie 4

Przeanalizuj wykres zależność temperatury (T) od ciśnienia (P) dla czystego żelaza. Dopasuj odmianę alotropową do fazy na wykresie w oparciu o powyższe medium bazowe. Jaki stan skupienia przyjmuje żelazo powyżej 1538°C? Swoją odpowiedź uzasadnij.

R1MbzdcySa9hy
Wymień odmiany alotropowe węgla.
Rhg8Qg12SmSz8
Odpowiedź: (Uzupełnij).
Ćwiczenie 4
RgVnQp0QFTLIg
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.
1
Ćwiczenie 5
R1cALEdHrXK5t1
Wymień i omów trzy odmiany alotropowe tlenu.
Źródło: dostępny w internecie: pl.wikipedia.org, domena publiczna.
R1EzZYFQh3nwc
(Uzupełnij).
R1458IWiux2vp1
Ćwiczenie 6
Odmianami alotropowymi tlenu są: Możliwe odpowiedzi: 1. tlen nie wykazuje odmian alotropowych, 2. grafit, diament, chaoit, 3. ditlen, tritlen, tetratlen, 4. alfa, beta, gamma, delta i epsilon
RnssyCumoR8tc1
Ćwiczenie 7
Która z tych odmian alotropowych fosforu rozpuszcza się w wodzie? Możliwe odpowiedzi: 1. fosfor biały, 2. fosfor czerwony, 3. żadna z wymienionych, 4. obie formy
R1C8k8eer7zDD2
Ćwiczenie 8
Wskaż, czego dotyczy izomorfizm. Możliwe odpowiedzi: 1. tych samych substancji chemicznych, 2. różnych substancji, 3. różnych pierwiastków chemicznych, 4. identycznego ugrupowania atomów (jonów) w strukturach
R1S8M9fGBRI9q1
Ćwiczenie 9
Podaj, do czego odnosi się zjawisko polimorfizmu. Możliwe odpowiedzi: 1. do tych samych substancji chemicznych, 2. do różnych związków chemicznych, 3. do różnych pierwiastków, 4. do tych samych odmian alotropowych
R1aZ0UJ3863O92
Ćwiczenie 10
Dokończ zdanie – wybierz wszystkie prawidłowe odpowiedzi. Fosfor biały... Możliwe odpowiedzi: 1. jest łatwopalny, 2. to woskowe ciało stałe, 3. jest silną trucizną, 4. jest przechowywany pod wodą
bg‑gold

Zastosowanie a odmiana alotropowa pierwiastka

1
Polecenie 3

Czy odmiana alotropowa pierwiastka wpływa na jego zastosowanie? Jak różne właściwości odmian alotropowych węgla wpływają na ich zastosowania?

R1cnjrwmAuIDy
Film nawiązujący do treści materiału, dotyczącej odmian alotropowych pierwiastka i ich zastosowań.
Ćwiczenie 11

Połącz w pary pojęcia z definicjami.

RKHvSP26xOclf
Polimorfizm Możliwe odpowiedzi: 1. występowanie w tym samym stanie skupienia różnych odmian tego samego pierwiastka chemicznego, które różnią się właściwościami fizycznymi i chemicznymi, 2. występowanie różnych odmian krystalograficznych tej samej substancji chemicznej Alotropia Możliwe odpowiedzi: 1. występowanie w tym samym stanie skupienia różnych odmian tego samego pierwiastka chemicznego, które różnią się właściwościami fizycznymi i chemicznymi, 2. występowanie różnych odmian krystalograficznych tej samej substancji chemicznej
1
Ćwiczenie 12

Uzupełnij tabelę.

R1CzzMg4EO5V7
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.
1
Ćwiczenie 13

Uzupełnij tabelę.

Rr5sgsvdc0gBz
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
bg‑blue

Notatnik

R17TY7A3VUjRk
(Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.