Materians tillstånd
1b) Ange om följande par av ämne är allotroper, polymorfs, eller varken/eller.
i. Röd fosfor (P(s)) och vit fosfor (P(s)):
ii. Butan (C4H10(g)) och isobutan (C4H10(g)):
iii. 1-propanol (C3H8O(l)) och 2-propanol (C3H8O(l)):
iv. Cristobalit (SiO2(s)) och quartz (SiO2(s)):
l) Svar: Allotroper
→ De är olika former av grundämnet fosfor med olika kristallstruktur och fysikaliska egenskaper.
ll) Svar: Varken eller
→ De har samma summaformel men olika struktur. Gäller organiska molekyler – alltså inte allotropi eller polymorfi.
lll) Svar: varken eller
→ Samma summaformel, olika struktur (olika placering av OH-gruppen).
iv) Svar: Polymorfs
→ De är olika kristallina former av samma ämne (kiseldioxid). Polymorfi gäller olika kristallstrukturer av en och samma kemiska förening.
b) Bestäm från egenskaperna i nedanstående tabell vilken typ av kristall (kovalent,
jonisk, metallisk eller molekylär kristall) respektive ämne bildar i sin fasta fas.
Motivering:
- Molekylära kristaller har låg smältpunkt och leder inte ström → gäller Mikonazol, Oleinsyra och Climbazol.
- Kovalenta kristaller har mycket hög smältpunkt och leder inte ström (varken i fast fas eller smältan) → gäller Cristobalit (SiO₂), som är ett typiskt exempel på en kovalent nätverkskristall.
b) Ange vilket eller vilka av följande par av ämne är exempel på allotroper.
i. Austenit (Fe(s)) och ferrit (Fe(s))
ii. Rödfosfor (P (s)) och gulfosfor (P(s))
iii. Rutil (TiO2(s)) och anatas (TiO2(s))
iv. 1-propanol (C3H8O (l)) och 2-propanol (C3H8O (l))
svar: Exempel på allotroper är:
i. Austenit och ferrit
ii. Rödfosfor och gulfosfor
Motivering
i. Austenit (Fe) och ferrit (Fe)
Ja – allotroper
→ Båda är former av fast järn med olika kristallstruktur (γ-Fe och α-Fe).
ii. Rödfosfor och gulfosfor
Ja – allotroper
→ Båda är former av grundämnet fosfor i fast form, men med olika struktur.
iii. Rutil och anatas (TiO₂)
Nej – polymorfer
→ Olika kristallformer av en kemisk förening, inte ett grundämne.
iv. 1-propanol och 2-propanol
Nej – isomerer
→ Olika strukturer av samma molekylformel, inte former av ett grundämne.
Nyckelord:
Samma grundämne, olika struktur
Samma molekyl/formel, olika kristallstruktur
Bestäm från egenskaperna i nedanstående tabell vilken typ av kristall (kovalent,
jonisk, metallisk eller molekylär kristall) respektive ämne bildar i sin fasta fas.
Motivering:
Jonisk kristall: Leder i smält fas, inte i fast
Molekylär kristall: Leder ej, låg smältpunkt
Metallisk kristall: Leder i fast fas
Kovalent kristall: Mycket hög smältpunkt, leder ej
Vilket / vilka av följande par av ämne är exempel på allotroper?
a) Monoklinisk svavel (S) och rombisk svavel (S)
b) Grafit (C) och diamant (C)
c) Bensen (C6H6) och Toluen (C7H8)
d) Heptan (C7H16) och hexan (C6H14)
e) Bensen (C6H6) och cyklohexan (C6H12)
svar: A och B
motiv: Allotroper är olika former av samma grundämne i samma aggregationstillstånd.
Korrekt svar:
a) Monoklinisk svavel och rombisk svavel: (båda är former av grundämnet svavel)
b) Grafit och diamant: (båda är former av grundämnet kol)
Fel svar: c–e ❌ (dessa är olika ämnen med olika molekylformler → inte allotroper)