KEMIJSKI RJEČNIK

alotropska modifikacija    →   allotropic modification

Različite tvari istog elementarnog sastava nazivamo alotropima ili alotropskim modifikacijama. U slučaju kisika imamo dvije alotropske modifikacije: "normalni" dvoatomni kisik (O₂) i troatomni kisik (O₃) ili ozon.

alotrop    →   allotrope

Alotropi su elementi koji se mogu javiti u dva ili više modifikacija u istom agregatnom stanju. Alotropi obično imaju različita fizikalna svojstva a često su im i kemijska svojstva različita.

Dijamant, grafit i fuleren su tri alotropske modifikacije elementa ugljika. Grafit je mekana, crna tvar koja vodi struju a dijamant je najtvrđa poznata tvar, proziran je i izolator. Ta dva alotropa ugljika razlikuju se jedan od drugoga po kristalnom obliku. Dijamant kristalizira u teseralnom a grafit u heksagonskom sustavu. Ugljikovi atomi u fulerenskoj molekuli raspoređeni su unutar peterokuta i šesterokuta i čine šuplju kuglu koja se sastoji od 60 i više ugljikovih atoma.

U nekim slučajevima alotropi su stabilni samo u određenom temperaturnom području koje je definirano temperaturom pretvorbe pri kojoj jedan alotrop prelazi u drugi. Primjerice, bijeli (metalni) kositar stabilan je ispod 13.2 °C a sivi (nemetalni) kositar stabilan je iznad 13.2 °C.

Izraz alotrop koristi se i za različite molekularne oblike nekog elementa. Elementarni kisik ima dvije alotropske modifikacije: obični kisik i kemijski aktivniji troatomni kisik - ozon.

antimon    →   antimony

Antimon je poznat od davnih vremena (~1600. godine prije Krista). Ime mu dolazi od grčkih riječi anti i monos što znači onaj koji ne dolazi sam. Simbol dolazi od latinskog naziva za antimonov sulfid - stibium. Žuti nemetalni antimon je nestabilna alotropska modifikacija koja lako prelazi u stabilni sivi metalni antimon. Sivi antimon ima svojstvo da mu se volumen pri taljenju smanjuje. Na zraku je stabilan ali ako se zagrije izgara. Lako se otapa u oksidirajućim kiselinama. Antimon i njegovi spojevi su toksični. Nadražuje na dodir. Glavna ruda za proizvodnju antimona je stibinit (Sb₂S₃). Upotrebljava se kao legirni element za olovo i kositar.

arsen    →   arsenic

Arsen je 1250. godine otkrio Albertus Magnus (Njemačka). Ime mu dolazi od grčke riječi arsenikon za zlatni auripigment (As₂S₃). Korijen riječi se može naći i u arapskom nazivu za auripigment - az-zernikh. Arsen se javlja u dvije alotropske modifikacije. Nestabilnoj žutoj, mekanoj poput voska. Stabilnija modifikacija je srebrno-sivi arsen metalnog sjaja. Otporan je na vodu, kiseline i alkalije. Arsen je otrovan i kancerogen a naročito je opasan zbog kumulativnog efekta. Spojevi sumu jako toksični ako se unesu u organizam. U prirodi dolazi uglavnom u obliku sulfida, arsenopirit (FeAsS), auripigment (As₂S₃) i oksida arsenolit (As₄O₆). Spojevi arsena upotrebljavaju se za uništavanje insekata, miševa i štakora.

ugljik    →   carbon

Ugljik je poznat od davnih vremena. Ime mu potječe od latinskog naziva za ugljen - carbo. Lako izgara u prisustvu oksidansa. Javlja se u više alotropskih modifikacije, kao amorfni, grafit, dijamant i fulleren. Prirodni amorfni ugljik su razne vrste ugljena, koks i čađa. Grafit je crna, klizava krutina bez mirisa, visokog tališta i dobre električne vodljivosti. Ne tali se već sublimira na 3825 °C. Najviše se upotrebljava za proizvodnju elektroda. Dijamant je prozirna ili obojena, ekstremno tvrda krutina visokog indeksa loma. Ne vodi električnu struju a upotrebljava se kao drago kamenje i za izradu bušilica i bruseva. Četvrta alotropska modifikacija ugljika, fullerene (sačinjavaju je 60 ili 70 atoma vezanih zajedno), otkrivena je 1969. godine sublimacijom pirolitičkog grafita na niskom tlaku. U zraku dolazi kao CO₂ a u stijenama kao karbonat. U prirodi se nalazi u velikim količinama kao mineralni ugljen, nastao procesom pougljenjivanja. Suhom destilacijom ugljena proizvodi se koks. Koks se upotrebljava kao redukcijsko sredstvo u metalurgiji, naročito pri proizvodnji željeza. Čađa se upotrebljava kao boja i kao punilo u proizvodnji automobilskih guma. Aktivni ugljen ima veliku površinu i upotrebljava se kao adsorbens.

fuleren    →   fullerene

Fuleren (puno ime, buckminsterfullerene) alotropska je modifikacija ugljika koja se sastoji od 60 ugljikovih atoma u obliku nogometne lopte. Postoje fulereni sačinjeni od različitog broja ugljikovih atoma i različitih veličina. Ugljikovi atomi u fulerenskoj molekuli raspoređeni su unutar peterokuta i šesterokuta. Fulerene su otkrili R.F. Curl Jr., H.W. Kroto i R.E. Smalley. Za ovo otkriće dodijeljena im je Nobelova nagrada za kemiju, 1996. godine.

kisik    →   oxygen

Kisik je 1774. godine otkrio Joseph Priestley (Engleska). Ime mu je dao Lavoisiera od grčke riječi oxys što znači oštar ili kiseo i riječi genes što znači tvoriti. To je plin bez boje i mirisa i ekstremno je reaktivan. Stvara okside sa svim ostalim elementima izuzev plemenitih plinova. Kisik je nezapaljivi plin ali podržava gorenje. Nešto je teži od zraka i dobro se otapa u vodi, topljivost mu je oko 3 % (volumna). Javlja se u dvije alotropske modifikacije, kao dvoatomna i kao troatomna molekula (ozon). I jedna i druga su jaka oksidacijska sredstva. Topljivost ozona u vodi je gotovo 50 puta veća nego topljivost dvoatomnog kisika. Kisik je najrasprostranjeniji element Zemljine kore. Skoro polovica mase je kisik, a po broju atoma je brojniji nego svi ostali elementi zajedno. Kisik se industrijski dobiva ili frakcijskom destilacijom ukapljenog zraka ili elektrolizom vode. Najčešće se upotrebljava kao oksidacijsko sredstvo.

ozon    →   ozone

Ozon je alotropska modifikacija kisika kod koje se kisik pojavljuje u molekulama koje se sastoje od tri atoma. Nastaje u atmosferi prilikom električnih pražnjenja i djelovanjem ultraljubičastih zraka.

Ozon je modrikasti plin karakterističnog mirisa. Topljivost u vodi mu je oko 50 puta veća nego kisika. Poslije fluora najjače je oksidacijsko sredstvo.

fosfor    →   phosphorus

Fosfor je 1669. godine otkrio Hennig Brandt (Njemačka). Ime mu dolazi od grčke riječi phosphoros što znači donošenje (rađanje) svjetlosti. Fosfor se javlja u tri alotropske modifikacije. Bijeli fosfor je bijela do žuta mekana voštana krutina s nagrizajućim parama koja se ne otapa u vodi ali se otapa u mastima i uljima. Na zraku se sam od sebe zapali. Mekan je a u mraku svjetluca. Crveni fosfor je stabilan i netopljiv u svim otapalima. Crni fosfor je vrlo postojana krutina metalnog sjaja. Crveni fosfor nije otrovan, dok je bijeli vrlo otrovan. Udisanje njegovih para je, i u vrlo malim količinama, smrtonosno. U dodiru s kožom izaziva duboke opekline koje teško zarastaju. U prirodi se najčešće javlja u mineralima fosforitu (Ca₃(PO₄)₂) i apatitu (3Ca₃(PO₄)₂·Ca(ClF)₂). Dobiva se iz fosforita prženjem s kvarcnim pijeskom i ugljenom u električnim pećima. Bijeli fosfor se upotrebljava kao otrov za štakore, a crveni u industriji šibica.

prometij    →   promethium

Prometij su 1945. godine otkrili J. A. Marinsky, Lawrence Glendenin i Charles D. Coryell (USA). Dobio je ime po Prometeju koji je po grčkoj mitologiji ukrao vatru od bogova. Postoji u dvije alotropske modifikacije. Prometij-145 je najstabilniji izotop i služi kao izvor beta-zračenja. Prometijeve soli svijetle u mraku plavo zelenom svjetlošću. To je otrovan i radiotoksičan metal. Ne pojavljuje se u prirodi. Nastaje kao produkt bombardiranja neodimija s neutronima. Upotrebljava se za izradu nuklearnih baterija gdje osvjetljavajući fotoćeliju proizvodi struju.