Allotropi, bir kimyasal elementin kimyasal bakımdan aynı, fakat fiziksel özellikleri bakımından farklı biçimler göstermesi olayına denir. Diğer bir ifade ile allotrop; Kimyasal özelliği aynı, fiziksel özelliği farklı olan atomlar demektir. Bu farklı biçimlerin her birine de elementin allotropları adı verilir (beyaz ve kırmızı fosfor, grafit ve elmas gibi).
Allotrop, aynı element atomlarının uzaydaki farklı dizilişleri sonucu oluşan fiziksel ve kimyasal özellikleri farklı sadece aynı madde ile verdikleri tepkime sonucu oluşan ürünlerin aynı olduğu maddelerdir. Örnek grafit ve Elmas her ikisi de karbon atomlarından oluşur.
Allotropların yoğunluk, sertlik, renk gibi fiziksel özellikleri birbirinden farklıdır. Bir elementin allotropları arasındaki temel fark, kristal yapılarının farklı olmasıdır. Aynı elementin her bir allotropunun kararlı olduğu bir sıcaklık ve basınç aralığı vardır. Bu iki koşulun değiştirilmesiyle allotroplar arasındaki denge yalnız sıcaklığa bağlıdır. Örneğin, kalayın üç tane allotropu vardır. Alfa-kalay ya da gri kalay (d: 5,75) elmas yapısındadır, ametalik özellik gösterir ve 13.2°C’nin altında kararlıdır. Bu sıcaklığın üzerinde beta-kalay ya da beyaz kalaya (d: 7,31) dönüşür ve bu allotrop metalik özellik gösterir. Alfa-kalay da 161°C’de başka bir metalik allotrop olan gamma-kalaya dönüşür. Allotropların tersinir olarak birbirlerine dönüştükleri sıcaklıklara geçiş sıcaklığı adı verilir. Yoğunluklardaki değişmeler, kristal yapısının değişmesinden kaynaklanır.
Allotropların Genel Özellikleri
– Allotropların reaksiyona girme aktiviteleri farklıdır.
– Kimyasal özellikleri ve fiziksel özellikleri farklıdır.
– Uzayda dizilişleri ve molekül şekilleri farklıdır.
– Aynı madde ile reaksiyonlarından aynı ürünü oluştururlar.
– C (elmas) + O2 → CO2 (yavaş gerçekleşir)
C(grafit) + O2 → CO2 (hızlı gerçekleşir)