Allotropi Nedir?

Kimi basit cisimlerin ya da anorganik bileşiklerin birçok fiziksel halde bulunma özelliğidir.

‘Allotropi’ sözcüğünü ilk kez Berzelius kullanmıştır. Kükürt, fosfor, karbon, helyum, oksijen vb. gibi birçok element farklı yapılar gösterebilir. Nitekim α-kükürt, β-kükürt, beyaz fosfor, kırmızı fosfor, elmas ve grafit kristal halde görülür; helyum I ve helyum II sıvı halde, oksijen ve ozon her üç halde (katı, sıvı, gaz) bulunabilir. Bu değişik yapılara aynı elementin allotropi halleri denir. Basit cismin atomları birçok farklı biçimde gruplaşabilir, yani allotropi yapısal bir olaydır. Sözgelimi, α-kükürtte atomlar, ortorombik sistemde bir kristal oluşturan bir bakışım düzeni uyarınca gruplaşırken, β-kükürtte gruplaşma monoklinik sistemde ortaya çıkar; öte yandan, elmas kübik sistemde, grafit heksagonal sistemde kristalleşir. Kimi durumlarda, farklı sayıda atom içermeleri yüzünden farklı oluşumlar gösteren moleküller de çeşitli allotropilere yol açar; iki atomlu oksijen molekülü (O₂) ile üç atomlu ozon molekülü (O₃) bunun tipik örnekleridir; bu durumda molekül kütleleri farklılık gösterir.

Elmasta her karbon atomu, dört başka karbon atomuna bağlanarak üç boyutlu katı bir yapı oluşturur; grafitte ise karbon atomları, üst üste yığılmış geniş, yassı levhalar oluşturacak biçimde, iki boyutlu düzlemde birbirlerine bağlanmıştır. Bu levhalar birbirlerinin üzerinden kolayca kayar; grafitin iyi bir yağlayıcı olma özelliği de bundan kaynaklanır. Grafitin kâğıt üzerinde iz bırakmasının nedeni de, bu ince atom levhalarının grafitten ayrılarak kağıdın üzerinde birikmesidir. Elmas ve grafit dışında karbonun ayrıca altıgen elmas gibi doğal, camsı karbon, fullerenler, kümelenmiş elmas nanoçubukları, karbon nanoköpüğü, doğrusal asetilenik karbon (LAC) gibi yapay allotropları da vardır. Karbonun belirgin, kendilerine özgü bir yapısı ya da biçimi olmayan allotropuna amorf karbon denir. Kömür bu biçimdedir.

Allotropinin temel özellikleri şöyle sıralanabilir:

Dönüşümler bir türden öbür türe geçişi sağlayabilir; ama bazen karşılıklı dönüşümde farklı yöntemler kullanılır: nitekim beyaz fosfordan kırmızı fosfora geçmek için ısıtma yeterlidir; ama ters yönde dönüşüm için buhar evresinden geçmek gerekir. Ozondan oksijene geçiş de ısıtma yoluyla sağlanabilir; ters yöndeki dönüşümse elektrik boşalımı, güçlü elektrik alanı vb. gerektirir.

Öte yandan, denge homojen bir karışım yapmayan iki allotropi türü arasında kurulursa, tekdeğişkenli genel denge yasaları geçerlidir; dolayısıyla bu dönüşümler, erime ya da buharlaşma gibi fiziksel hal değişimlerine benzer; Sα ve Sβ arasındaki denge, olağan atmosfer basıncı altında, 96°C ta oluşur. Denge sıcaklığı basınçla birlikte artar; bu olgu, Sα’nın Sβ’ya dönüşümüne eşlik eden ısı soğurulması ve hacmi artışıyla doğrudan bağıntılıdır.

Allotropi terimi genellikle elementler için kullanılır; ama bileşikler de benzer özellikler gösterebilir. Gerçekten aynı kimyasal formülü olan birçok bileşik, farklı yapı ve özellikler taşıyabilir. Bu tür maddelere çokbiçimli bileşikler adı verilir ve allotropi çokbiçimliliğin özel bir durumu olarak ele alınır.

Kaynak 1 : wikipedia.org

Kaynak 2 : Büyük Larousse Sözlük ve Ansiklopedisi