単体とは 、酸素ガス O 2 など、化学元素を 1 つだけ持つ物質です。単体の物質の原子数や結晶構造が変化すると、別の物質が形成され、この現象は 「同素性」 と呼ばれます。つまり、同素性は、化学元素が 2 つ以上の異なる単体を形成するときに発生します。
原子性の変化から得られる同素体を扱うときは、 酸素 ガスと オゾンガス を思い出さなければなりません。それらの化学式はそれぞれ O 2 と O 3 であり、それらの間の酸素原子は 1 つ異なります。この変化により、酸素ガスは 呼吸 に必要であり、オゾンガスは紫外線からの保護を担うガスの1つであり、紫外線を運ぶ層に存在するため、同時に地球上の生命の機能に不可欠なさまざまな特性が与えられます。その名は オゾン層 。
硫黄 は同素体変化を持つ元素で、主なものは斜方晶系硫黄、または斜方晶系硫黄と単斜晶系硫黄です。分子の構造は 8 つの硫黄原子 (S 8 ) からなる環の形で発生しますが、分子間の配置が異なるため、異なる 結晶 が生成されます。斜方晶系および単斜晶系硫黄は火山地帯で発見され、工業的に 硫酸 (H 2 SO 4 ) を得るために使用されるほか、 肥料 の組成の一部としても使用されます。
ダイヤモンド。写真: 可能な限りすべて / Shutterstock.com
黒鉛。写真: ファブロック / Shutterstock.com
リンは いくつかの同素体形態を示すことができます。最もよく知られているのは赤リンと白リンで、後者は非常に反応性が高く、したがって不安定です。これらは構造のみが異なる分子式 P 4 を持ち、火工品や工業用オイル添加剤に使用されます。
構造変化による同素体の形成をよく示すもう 1 つの例は、 炭素 の同素体であるグラファイトとダイヤモンドです。グラファイトはブレード状の構造をしており、ダイヤモンドはよりコンパクトな構造をしているため、安定性が高くなります。ダイヤモンドは知られている鉱物の中で最も硬いため、宝石として販売されるだけでなく、ドリルの刃としても使用されます。黒鉛は摩耗しやすいため、鉛筆に使用されるほか、耐火部品や潤滑剤にも使用されます。炭素の別の同素体形態はフラーレンであり、これは 抗ウイルス剤 、抗酸化剤、抗菌剤として医学で広く使用されています。
炭素の同素体形態。イラスト：magnetix / Shutterstock.com
現在、ナノサイエンスの分野では、非常に小さな「ロール」またはチューブ状の炭素構造であるナノチューブに関連した研究が数多く行われています。これらのナノチューブのサイズは 10 -9 から 10 -12 メートルの範囲にあり、化学的に圧延されたグラファイト シートによって得られます。これらの材料は電子回路で広く使用されており、非常に安定しており、耐性があり、 電流 をよく伝導します。したがって、それらは技術開発全般にとって非常に重要です。
ギャラリー
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