Bepaalde atoomsoorten kunnen meer dan één niet-ontleedbare stof vormen; ze kunnen zich op verschillende manieren aan elkaar binden. In de scheikunde noemen we dit allotropie. We geven een aantal voorbeelden.
Zuurstof
O-atomen kunnen twee verschillende moleculen vormen: O2 en O3.
O2 is de formule van de 'gewone' zuurstof, het gas dat voor bijna 20% onze atmosfeer vormt.
O3 is de formule van ozon, ook een gas, maar met andere eigenschappen dan O2.
Het is een giftig gas met een prikkelende geur. Het ontstaat bij onweer, maar ook bij warm weer in vervuilde lucht.
Het wordt gebruikt voor de ontsmetting van drinkwater.
Zuurstof en ozon zijn allotrope vormen van zuurstof.
Koolstof
Zowel grafiet als diamant bestaan uit alleen maar C-atomen. Het zijn allotrope vormen van koolstof.
De chemische notatie voor deze stoffen is: C-grafiet en C-diamant.
De verschillen tussen grafiet en diamant zijn spectaculair:
Grafiet is een zwarte vaste stof. Het is zacht en voelt vettig aan; daarom wordt grafietpoeder onder meer als smeermiddel gebruikt, bijvoorbeeld in sloten. Ook geleidt grafiet elektrische stroom.
Diamant is een kleurloze vaste stof. Diamant is keihard, het is de hardste natuurlijke stof op aarde. In tegenstelling tot grafiet geleidt diamant geen elektrische stroom.
Bij hoge temperatuur verandert diamant in grafiet. Het omgekeerde is echter ook mogelijk: onder extreem hoge druk en temperatuur lukt het om C-atomen het kristalrooster van diamant te laten vormen. Voor sieraden is deze synthetische diamant niet mooi genoeg, maar vanwege de hardheid kan hij goed gebruikt worden op de koppen van boorbeitels.
Andere (allotrope) vormen van koolstof zijn amorfe koolstof (zie 'Thermolyse') en fullereen.
In 1990 is in het laboratorium een nieuwe vorm van koolstof gemaakt. Hierin vormen de C-atomen moleculen. Eén formule is C60. De 60 C-atomen vormen tezamen een mooie, zeer symmetrische, bolvormige structuur, vergelijkbaar met de vlakken op een voetbal. De chemici die deze stof hebben gesynthetiseerd kozen de naam fullereen, naar de architect Fuller die voor de wereldtentoonstelling in Montreal een gebouw met dezelfde uitwendige structuur had ontworpen. Bekender is de naam 'buckyball'. We verwachten veel van de mogelijke toepassingen van deze nieuwe stof.
Heel vroeger waren de knopen van militaire uniformen van tin. Bij de terugtocht uit Rusland van Napoleons troepen in de winter van 1812 vroren de tinnen knopen stuk, als gevolg van de tinpest (het overgaan van de ene modificatie van tin in de andere: wit tin gaat over in minder sterk grijs tin).
Ook is het voorgekomen dat in een strenge winter tinnen orgelpijpen kapot gingen.
Fullereen Bron: Petrucci, General Chemistry
In 1990 is in
het laboratorium een nieuwe vorm van koolstof gemaakt. Hierin vormen de C-atomen
moleculen. Eén formule is C60. De 60
C-atomen vormen tezamen een mooie, zeer symmetrische, bolvormige structuur,
vergelijkbaar met de vlakken op een voetbal. De chemici die deze stof hebben
gesynthetiseerd kozen de naam fullereen, naar de architect Fuller die voor de
wereldtentoonstelling in Montreal een gebouw met dezelfde uitwendige structuur
had ontworpen. Bekender is de naam 'buckyball'. We verwachten veel van de
mogelijke toepassingen van deze nieuwe stof.
Fullereen Bron: Petrucci, General
Chemistry
Metalen
Net als bij koolstof zijn de bouwstenen van een metaal - metaalatomen - regelmatig gerangschikt in een kristalrooster met verschillende ruimtelijke structuren.
De verschillen zijn niet zo spectaculair als bij koolstof, maar het type kristalrooster is van groot belang voor de eigenschappen van metalen voorwerpen.
Een voorbeeld, bekend onder antiquairs, is tin. Tinnen voorwerpen kunnen namelijk de 'tinpest' krijgen: ze gaan er pokdalig uitzien en kunnen zelfs helemaal verkruimelen.
De verklaring ligt in een verandering van de ruimtelijke bouw van het kristalrooster.
Onder 13 °C kan dat gebeuren, vooral bij felle kou.