Allotropie

Allotropie est le phénomène par lequel un élément chimique peut exister sous plusieurs formes distinctes, appelées allotropes, qui diffèrent par l’arrangement des atomes ou par les liaisons chimiques et présentent des propriétés physiques et chimiques différentes. Bien que les allotropes se rencontrent le plus souvent à l’état solide, certains éléments présentent aussi des formes moléculaires dans l’état gazeux, comme l’oxygène O2 et l’ozone O3.

Les allotropes se distinguent par leur structure ou par la nature des liaisons. Cette diversité peut influencer la densité, la dureté, la conductivité électrique, la réactivité et la couleur. Ils peuvent exister dans des conditions de température et de pression différentes et peuvent être interconvertibles par des transformations thermiques ou mécaniques.

Exemples: le carbone existe notamment sous forme de diamant, avec un réseau covalent tridimensionnel et une grande dureté; le graphite, composé de plans carbonés en réseaux sp2 et des couches qui se glissent les unes sur les autres; on rencontre aussi le graphène et les fullerènes. L’oxygène est présent sous O2 et O3, deux formes moléculaires aux structures et réactivités différentes. Le phosphore existe en blanc, rouge et noir, avec des états moléculaires ou polymères distincts. Le soufre présente des allotropes rhomboédriques (α-S) et monocliniques (β-S). L’étain a deux allotropes principaux, le blanc (β-Sn) et le gris (α-Sn); la transition entre eux peut survenir à basse température et modifier les propriétés mécaniques.

Les allotropes jouent un rôle important en science des matériaux et en chimie, permettant d’obtenir des propriétés adaptées à des applications variées.