Аллотропия - это явление существования одного и того же химического элемента в нескольких различных формах (аллотропных модификациях), которые имеют разные физические и химические свойства. Рассмотрим аллотропные модификации фосфора и углерода.
Фосфор
Фосфор имеет несколько аллотропных модификаций, самые известные из которых:
Белый фосфор - самая реакционноспособная форма фосфора, представляет собой белое вещество, которое фосфоресцирует в темноте и самовоспламеняется на воздухе при температуре около 30 °C. Состоит из молекул P4.
Красный фосфор - более устойчивая форма, чем белый фосфор. Не фосфоресцирует и не самовоспламеняется на воздухе. Применяется в производстве спичек и в военной промышленности.
Черный фосфор - наиболее термически и химически устойчивая форма фосфора. Обладает слоистой структурой, похожей на графит.
Углерод
Углерод известен своими разнообразными аллотропными формами, основные из которых:
Алмаз - кристаллическая форма углерода, в которой атомы связаны в твердую трехмерную структуру с tetrahedralной симметрией. Это делает алмаз самым твердым природным материалом.
Графит - другая кристаллическая форма углерода, в которой атомы углерода образуют двухмерные плоские слои, слабо связанные друг с другом. Графит мягкий и используется в качестве смазочного материала и для производства карандашей.
Углеродные нанотрубки - цилиндрические структуры с диаметром в нанометровом диапазоне, обладающие высокой прочностью и проводимостью.
Фуллерены (включая молекулы C60 - бакминстерфуллерен) - формы углерода, в которых атомы соединены в замкнутые полые сферы, эллипсоиды или трубы.
Графен - однослойный лист углеродных атомов, расположенных в шестиугольном решетке. Отличается исключительной прочностью и проводимостью.
Эти аллотропные формы имеют широкий спектр применений, начиная от индустриального использования и заканчивая высокотехнологичными приложениями, включая электронику, материаловедение и фармакологию.