A alotropia consiste na existência de diferentes substâncias simples para um mesmo elemento químico. Trata-se de uma condição que se manifesta em alguns elementos, essas substâncias são chamadas de alótropos. Continue lendo para saber mais.

O que é alotropia?

A propriedade conhecida como alotropia se caracteriza pela existência de um mesmo elemento químico sob a forma de duas ou mais substâncias simples distintas. Uma substância simples é formada por um único elemento químico. As espécies distintas recebem o nome de alótropos. 

O que são alótropos?

Alótropos de um elemento apresentam estruturas diferentes. Em outras palavras, os átomos daquele elemento se ligam de formas diferentes em cada espécie alotrópica. Devido a essa diferença essencial, os alótropos podem ter propriedades físicas distintas como:

• Pontos de fusão;
• Densidade;
• Cor;
• Volume, entre outros.

Um dos principais exemplos de conjuntos alótropos é os do grafite e do diamante. As duas substâncias são constituídas somente de carbono. Os carbonos da estrutura de cada substância estão unidos entre si de forma diferente. Tal diferença, aparentemente sutil, é a responsável pelas propriedades físico-químicas totalmente diferentes. 

Importante

A alotropia está relacionada a diferentes formas de um elemento num mesmo estado da matéria ou fase. Então, transições entre sólido, líquido e gasoso não são consideradas como alotropia. 

Alguns alótropos continuam existindo em estados diferentes da matéria. Um exemplo disso são os alótropos do oxigênio: dioxigênio (O2) e ozônio (O3). Ambos continuam existindo ainda que a mudança de fase aconteça. Os alótropos do fósforo, contudo, passam a ter uma única forma molecular na mudança de estado sólido para líquido. 

Alotropia do carbono

O carbono é um elemento que pode formar diferentes alótropos. Confira abaixo os principais: 

• Diamante – cristalino, incolor, de altíssima dureza, temperatura de fusão elevada. Cada átomo de carbono faz quatro ligações simples com outros carbonos.
• Grafite – sólido cinza, baixa dureza, escorregadio, condutor elétrico. Cada átomo de carbono se liga a outros três átomos formando uma camada de anéis.
• Carvão – tem caráter amorfo, os átomos de carbono se combinam de forma variada, não possui estrutura cristalina.
• Grafeno – camada única de grafite com a espessura de um átomo. Cada átomo de carbono se liga com outros três átomos de carbono formando uma rede de anéis. 
• Fulereno – grupo de moléculas com formato esférico formadas por dezenas de átomos de carbono. Esses átomos mantêm três ligações com outros átomos. 

Alotropia do fósforo

O fósforo pode ter formas alotrópicas variadas com destaque para o fósforo vermelho e o fósforo branco. Vamos conhecer melhor as duas.

Fósforo branco

Essa substância é formada por quatro átomos de fósforo organizados em um tetraedro regular. Uma espécie que possui moléculas de P4 nos estados líquido, sólido e gasoso. Essa substância é considerada tóxica. 

O fósforo branco é um sólido de aspecto ceroso, derrete em temperatura relativamente baixa, em torno de 44°C. Entra em ebulição em 280°C. É apolar e insolúvel em água. Reativo quando exposto ao ar atmosférico. Na ausência de ar e aquecimento entre 270°C e 300°C, o fósforo vermelho branco pode se converter em fósforo vermelho.

Fósforo vermelho

Esse alótropo é denso, mais estável e menos reativo do que o fósforo branco. Por esse motivo ele é mais seguro de ser manuseado. Apresenta baixa toxicidade e temperatura de fusão mais alta, em torno de 600°C. 

Apresenta propriedade polimérica, ou seja, consegue formar cadeias extensas pela repetição de tetraedros P4. Esses tetraedros são unidos por ligações entre átomos de fósforo. 

Alotropia do oxigênio

Os dois principais alótropos do oxigênio são: dioxigênio (O2) e o ozônio (O3), conheça mais sobre eles abaixo.

Dioxigênio

Também chamado de gás oxigênio é o gás que respiramos. Essa substância compõe em torno de 21% da atmosfera terrestre. É inodoro e incolor sendo utilizado como fonte de energia por organismos aeróbicos durante o processo de respiração celular. 

Ozônio

O O3 é um gás de odor forte e característico considerado perigoso. Na forma líquida ou sólida, o ozônio tem uma coloração azul intensa. É menos estável do que o O2, na forma diatômica é mais reativo. Esse gás constitui a chamada camada de ozônio, essencial para a proteção da Terra contra a radiação ultravioleta (UV) oriunda do Sol.

O ozônio é gerado constantemente na atmosfera pela incidência de radiação UV e pelas descargas elétricas sobre moléculas de O2. Durante o funcionamento de motores elétricos, impressoras a laser e fotocopiadoras pequenas quantidades de O3 podem ser geradas. Apresenta também função antimicrobiana. 

Tetraoxigênio

O alótropo de oxigênio identificado recentemente é o tetraoxigênio (O4), espécie sólida de coloração avermelhada. Ela é obtida por meio do gás oxigênio em pressão elevada. Embora ainda seja pouco conhecido, o O4 possui ação oxidante considerável. 

Alotropia do enxofre

O enxofre possui diversos alótropos diferentes e vários podem ser encontrados na natureza como o enxofre monoclínico e enxofre rômbico (ou enxofre amarelo). As duas são formadas por moléculas de oito átomos de enxofre. 

Cada átomo de enxofre faz duas ligações simples covalentes com átomos de enxofre vizinhos nessas estruturas. A diferença está na disposição espacial dos átomos. O enxofre amarelo possui maior estabilidade. Os outros alótropos apresentam a tendência de se converterem para o enxofre amarelo em temperatura ambiente. 

O aquecimento dos alótropos de enxofre até, cerca de 450°C, formam alótropos na fase de vapor de menor massa como o S2 e S6. Mantendo o aumento da temperatura, o S2 se converte no alótropo dominante passando a ter propriedades paramagnéticas. 

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