به گزارش خبرنگار ایمنا، «آلوتروپی» یا دگرشکلی بنابر تعریف اتحادیه بین‌المللی شیمی محض و کاربردی، به ساختاری متفاوت از یک عنصر اشاره می‌کند که هر کدام یک دگرشکل محسوب می‌شوند. درواقع دگرشکل‌های یک عنصر از لحاظ ساختار شیمیایی ناهمسانند، از همین‌رو ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی متفاوتی دارد.
آلوتروپ‌ها جنبه‌ای کمتر دیده شده از عناصر محسوب می‌شوند که کاربردهای گوناگونی در زندگی بشریت دارد؛ به‌طورمثال اکسیژن که عنصری حیاتی محسوب می‌شود دارای آلوتروپ‌های مختلفی است که در حوزه‌های بسیاری کاربرد دارد.
یکی از شناخته‌شده‌ترین آلوتروپ‌ها، گرافیت و الماس است که هر دو از دگرشکل‌های عنصر کربن محسوب می‌شوند. برای شناخت بیشتر آلوتروپ‌ها و بررسی کاربرد و چگونگی تشکیل آن‌ها با حمیدرضا یوسفی، دکترای شیمی آلی گفت‌وگویی انجام داده‌ایم که در ادامه می‌خوانید:
«آلوتروپ» چیست؟
در علم شیمی مبحثی تحت عنوان جنبه کمتر دیده شده یا پنهان عناصر وجود دارد؛ این جنبه درواقع دگرشکلی از عناصر است که تحت عنوان «آلوتروپ» شناخته می‌شود و معروف‌ترین آن کربن است.
آلوتروپ‌ها چه زمانی کشف شده‌اند؟
تاریخچه آلوتروپ‌ها خیلی به گذشته مربوط نمی‌شود و بیشتر نظریه‌های موجود پیرامون پیدایش آن‌ها به سال‌های ۱۸۰۰ الی ۱۹۰۰ میلادی اشاره می‌کند؛ این مبحث بسیار مورد توجه بوده و البته نباید با ایزوتوپ‌ها اشتباه گرفته شود.
آلوتروپ در چه عناصری وجود دارد؟
یکی از شناخته‌شده‌ترین آلوتروپ‌ها مربوط به کربن است. در کربن می‌توان به آلوتروپ‌های مختلفی از جمله گرافیت، گرافن، فولرن و الماس دست پیدا کنید و به عبارتی مداد نیز جزو دگرشکل‌های این عنصر محسوب می‌شود؛ این اتفاق در عناصر دیگر جدول تناوبی نیز مشاهده می‌شود، اما بیشتر آلوتروپ‌ها در سمت راست جدول و مربوط به نافلزات است با این وجود فلزات نیز دارای آلوتروپ هستند.
باتوجه به این مسئله می‌توان گفت که بشر تنها محدود به ۱۱۸ عنصر موجود در جدول تناوبی نیست و با اینکه تنها چند درصد از عناصر این جدول دارای آلوتروپ هستند، بسیار حائز اهمیت بوده و کاربردی است؛ درواقع تمام عناصر از اهمیت بسیاری برخوردارند و آلوتروپ نیز جنبه‌ای کمتر دیده شده از آن‌ها به نمایش می‌گذارد.
دلیل اهمیت کربن چیست؟
یکی از دلایلی که باعث‌شده عنصر کربن بسیار مورد توجه قرار بگیرد و مقالات و کتاب‌های بسیاری پیرامون آن تألیف شود، این است که کم‌ارزش‌ترین عنصر جهان یعنی زغال و باارزش‌ترین آن یعنی الماس جزئی از کربن محسوب می‌شوند و هر دو عنصر مبدا یکسانی دارند؛ از طرفی کربن دگرشکل‌های دیگری از جمله فرولن‌ها دارد که بسیار شگفت‌انگیز و کاربردی است.
آلوتروپ چگونه تشکیل می‌شود؟
در شکل‌گیری آلوتروپ، عنصری مانند کربن تغییری نمی‌کند، بلکه تنها پیوندهای آن تحت‌الشعاع قرار می‌گیرد، یعنی از نظر شیمایی خاصیت این عنصر تغییر می‌کند و بسته به واکنش و پیوندی که ایجاد می‌کند شکل آن تغییر می‌یابد. این فرآیند در اکسیژن و هیدروژن مشاهده می‌شود و این دو عنصر می‌توانند تبدیل به پیوند یا رادیکال شوند؛ از طرفی رادیکال‌های آزاد کشنده هستند در صورتی که اکسیژن به تنهایی حیات بخش است؛ بنابراین تفاوت بین یک آلوتروپ مرگ و زندگی بشریت را تعیین می‌کند.
جایگاه آلوتروپ‌ها در جامعه چگونه است؟
به طور کلی آلوتروپ‌ها بسیار حائز اهمیت هستند و به عبارتی تصمیم‌گیرنده‌های حیات محسوب می‌شوند، اما متأسفانه در مدارس و دانشگاه‌های ایران خیلی کم به این موضوع اهمیت داده شده است و عملاً تأثیرگذاری این مبحث در زندگی بشری مورد توجه قرار نمی‌گیرد.
آلوتروپ‌های موجود در عناصر چگونه است؟
به‌طورکلی اکسیژن هنگامی که به‌صورت رادیکال‌های آزاد شکل می‌گیرد و یا تبدیل به O2 می‌شود آلوتروپی جدید ایجاد کرده است. هیدروژن نیز مانند اکسیژن می‌تواند آلوتروپ‌هایی ایجاد کند که خاصیت درمانی و مرگباری مانند بمب‌سازی داشته‌باشد. فلزاتی مانند سلنیم و آرسنیک نیز از آلوتروپ برخوردار هستند، اما به‌طورگسترده این دگرشکلی در نافلزات از جمله گوگرد، نیتروژن، فلوئور و حتی گازهای نجیب مشاهده می‌شود.
به طور کلی آلوتروپ‌ها چه اهمیتی دارد؟
آلوتروپ‌ها کاربردهای بسیاری دارند و هنگامی که این دگرشکل‌ها توسط بشریت در جهت مناسب مورد استفاده قرار گیرند قطعاً دنیا نیز به سمت بهبودی حرکت خواهد کرد؛ به عبارتی می‌توان گفت که کلید بقا در دست بشریت است و می‌تواند با استفاده درست از آلوتروپ‌ها طول عمر خود را افزایش دهد، اما استفاده از دگرشکل‌ها در جهت نادرست قطعاً بقای بشر را به حداقل می‌رساند.
آیا آلوتروپ با پیوندها در ارتباط است؟
به طور کلی آلوتروپ در رابطه با یک عنصر صحبت می‌کند، اما در جنبه‌های مختلف پیوندهایی مانند کوالانسی و یونی و مسائلی که روی عنصر تأثیر می‌گذارد در ارتباط هستند و می‌توان گفت که تصمیم‌گیرنده چگونه بودن آلوتروپ‌ها نیز محسوب می‌شوند.
نظر شما