Conceito de Alotropia
Alotropia (do grego allos, outro + tropos, maneira) é a capacidade de alguns elementos químicos para formar substâncias simples diferentes (alótropos), ou seja, para formar estruturas diferentes, de acordo com a forma como as átomos estão ligados entre si.
Um exemplo típico de alotropia é o das moléculas de oxigénio (O2) e ozono (O3) – ambas são substâncias simples formadas por átomos de oxigénio, no entanto, possuem propriedades bastantes diferentes, devido à forma como estes se organizam. Ambas as moléculas se apresentam em condições PTN, na forma gasosa, porém enquanto o oxigénio é incolor e inodoro, o ozono é azulado e possui um cheiro desagradável. Para além disso, o oxigénio é uma molécula muito mais estável, e possui geometria linear, enquanto que o ozono tem geometria triangular. As diferenças são claras até na sua relação com os seres vivos- o oxigénio é fundamental na respiração aeróbica, enquanto que o ozono é toxico devido à sua ação oxidativa (ao ponto de ser usado na purificação de água e na esterilização de ar).
Outro elemento que apresenta alotropia é o Carbono (C) que forma, naturalmente, duas substâncias com propriedades extremamente distintas – a grafite e o diamante, para além de uma classe de moléculas artificialmente criadas – os Fulerenos.
A grafite é um sólido escuro, condutor de eletricidade e de baixa dureza e cujos átomos se organizam num sistema cristalino hexagonal. As suas aplicações, advém destas características – é usado nos lápis graças à sua baixa dureza e em eléctrodos e baterias, graças à sua condutividade. O diamante, por outro lado, é um sólido claro, com a maior dureza que se conhece em substâncias naturais, que forma, normalmente, estruturas cristalinas cúbicas. A sua extrema dureza faz com que seja usado como abrasivo, para além, obviamente da sua utilização em jóias e adornos.
É de notar que, para além do oxigénio e do carbono, também o enxofre (S) e o fósforo (P) são alotrópicos.
O enxofre pode tomar (entre outros alótropos) a forma rômbica ou alfa (quando a sua rede cristalina de Bravais é ortorrômbica) e monoclínica ou beta (quando a sua rede cristalina de Bravais é monoclínica). Ambas as formas ocorrem naturalmente, por exemplo em emissões vulcânicas, e são sólidos amarelos, porém a forma alfa é mais estável.
O fósforo, por seu lado, também possui dois alótropos naturais, o fósforo branco, formado por 4 átomos de fósforo dispostos numa geometria tetraédrica, e o fósforo vermelho, em que várias estruturas tetraédricas (semelhantes à do fosforo branco) se unem numa macro-molécula. Neste caso, os dois sólidos distinguem-se, não apenas pela cor, mas pela estabilidade – o fósforo branco é extremamente reativo e entra facilmente em combustão quando em contacto com o ar, tendo sido amplamente usado com arma química precisamente pelos danos severos que causa aos tecidos biológicos. Por outro lado, o fósforo vermelho, muito mais estável, não entra em combustão em contacto com o ar, sendo necessária a fricção para promover a reação. É o material usado nos vulgares fósforos de cozinha.
