Что такое аллотропия и почему она важна

В таблице Менделеева более сотни элементов, которые могут связываться друг с другом. Однако даже соединения, состоящие из одного химического элемента могут быть разнообразны.

Каждый химический элемент в таблице Менделеева — это определенный вид атомов со своими уникальными свойствами. Однако в природе существует не так много веществ, которые состоят из скоплений атомов. Кислород, углекислый газ, вода и множество другие соединений представляют собой молекулы.

Атом кислорода и молекула кислорода сильно отличаются друг от друга по своим свойствам. Так или иначе, в природе атомы кислорода склонны объединяться и образовывать молекулы, потому что это энергетически более выгодно. Но один химический элемент может образовывать сразу несколько видов молекул. Например, если соединить два атома кислорода, можно получить молекулу O2, а если соединить три атома, то получится уже озон O3.

Явление образования множества химических веществ из одного химического элемента называется аллотропией, а эти вещества — аллотропными модификациями. Самый известный пример, иллюстрирующий это явление — углерод. Этот элемент может принимать форму не только «беспорядочного» угля и уложенного в слои графита, но и графена, нанотрубок и фуллеренов, похожих на футбольные мячи.

Аллотропия позволяет сильно увеличить количество доступных человеку соединений. Многие модификации углерода сегодня используются в исследованиях для создания сенсоров, средств адресной доставки лекарств, а также упрочнения существующих конструкционных материалов.