250 XIX. Jahrg. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



1904. Nr. 20. 



längst bekannten Stoffe Diamant, Graphit und amorphe 

 Kohle stofflich identisch seien und zu den ganz 

 gleichen Verbindungen führen. Dieser Nachweis 

 wurde durch die Untersuchungen von Lavoisier 

 (1773), Tennant (1796) und Mackenzie erbracht. 

 Den zweiten Fall von Allotropie entdeckte dann 1822 

 Mitscherlich am Schwefel. Erst jetzt begann man 

 dieserErscheinung mehr Aufmerksamkeit zu schenken, 

 und ein besonderes Interesse erweckte sie, als Schön- 

 bein (1840) das Ozon entdeckte und Soret (1868) 

 den Nachweis erbrachte , daß Ozon dreiatomiger 

 Sauerstoff sei. Hiermit war zum ersten Male das 

 Wesen einer Allotropieerscheinung aufgeklärt worden. 

 Inzwischen aber hatten sich die Allotropiefälle gemehrt. 

 1845 hatte Schrötter den roten Phosphor entdeckt, 

 Berzelius fand die verschiedenen Modifikationen 

 des Selens und Arsens, und Wöhler brachte den 

 Nachweis, daß Bor und Silicium nicht nur im amor- 

 phen, sondern auch im kristallisierten Zustande auf- 

 treten können. Man erkennt aus dieser Zusammen- 

 stellung, daß zuerst durchweg Metalloide in allotropen 

 Formen aufgefunden worden sind. Die Angaben 

 über Allotropie der Metalle sind in älterer Zeit viel 

 spärlicher. Erst nach und nach ließen sich auch auf 

 diesem Gebiete zahlreiche Fälle von Allotropie nach- 

 weisen, so daß prinzipiell zwischen Metallen und 

 Metalloiden kein Unterschied anzunehmen ist. 



Bei der nur beschränkten Zahl von Elementen 

 haben sich in der neuesten Zeit die Fälle von Allo- 

 tropie nur unwesentlich vermehrt, aber unter dem 

 Einfluß der Gleichgewichtslehre und mit Hilfe der 

 physikalisch - chemischen Methoden ist es gelungen, 

 einerseits die Art der Isomerie bei verschiedenen Ele- 

 menten festzustellen, und anderseits die Beziehungen 

 der einzelnen Modifikationen zu einander, ihre Exi- 

 stenzgebiete und die Bedingungen ihrer Umwandlung 

 zu bestimmen. Wenn somit auch das Wesen der 

 Allotropie noch wenig aufgeklärt ist, so kann doch, 

 in manchen Fällen wenigstens, eine genaue Beschrei- 

 bung der Allotropieerscheinungen gegeben werden. 



Berzelius sprach in seinem Lehrbuch (1842) 

 die Vermutung aus , daß vielleicht die Erscheinung 

 der Allotropie bei allen Grundstoffen anzutreffen sei. 

 War diese Ansicht auch zu jener Zeit, wo nur wenige 

 Allotropien bekannt waren , recht kühn , so hat die 

 Entwickelung der Wissenschaft dem großen Kenner 

 der Materie doch insofern recht gegeben, als bei zahl- 

 reichen gut untersuchten Stoffen tatsächlich Allotro- 

 pien aufgefunden wurden. Wenn unter den Elementen 

 noch eine große Menge solcher vorhanden ist, die 

 man nur in einer Form kennt, so ist dies wahr- 

 scheinlich, vielfach wenigstens, auf den Zufall zurück- 

 zuführen , daß sie nur unter sehr großen Schwierig- 

 keiten hergestellt und deswegen in ihren Eigenschaften 

 nur sehr wenig erforscht werden konnten. In der 

 Tat fehlen Allotropien z. B. bei allen seltenen Erden, 

 den seltenen Alkali- und Erdalkalimetallen, beim 

 Titan, Vanadin, Indium, Gallium, Germanium, Niob, 

 Tantal, Thorium, Molybdän, Wolfram und Uran, also 

 gerade bei den sehr schwer zugänglichen Grundstoffen. 



Unter diesen Umständen kann es nicht wunder- 

 nehmen, wenn es bisher nicht gelungen ist, die Er- 

 scheinung der Allotropie in ein System zu bringen. 

 Die natürliche Ordnung nach der Art der Isomerie 

 scheitert daran, daß diese Art der Isomerie nur in 

 wenigen Fällen bekannt ist, und daß meistens bei 

 einem Element mehrere verschiedene Arten der Iso- 

 merie vertreten sind. Die Zusammenfassung der 

 Allotropieerscheinungen nach natürlichen Familien 

 der Elemente ist wegen der soeben erwähnten vielen 

 fehlenden Glieder gleichfalls nicht möglich. Es bleibt 

 also nur übrig, die ähnlichen Allotropien unter mög- 

 lichster Berücksichtigung der Verwandtschaft der 

 Grundstoffe zu vereinigen, um so die Übersicht zu 

 erleichtern. In dieser Weise sollen im folgenden die 

 wichtigsten Allotropien der verschiedenen Elemente 

 besprochen werden. 



Den durchsichtigsten Fall der Allotropie findet 

 man beim Sauerstoff, dessen allotrope Modifikation, 

 das Ozon, aus drei Atomen besteht. Es ist nicht 

 überraschend, daß dieser einfachste Fall gerade bei 

 einem Gase auftritt ; zeigen doch die Gase in der 

 Molekularstruktur stets das einfachste Verhalten. Wir 

 haben also hier den Fall einer chemischen Polymerie, 

 chemisch deswegen, weil die Einzelmoleküle der zwei 

 Modifikationen sowohl im flüssigen als im gasförmigen 

 Zustande verschieden sind und weil die Modifikationen 

 in ihrem chemischen Verhalten sich so außerordentlich 

 unterscheiden. Diese Differenz in der Aktionsfähig- 

 keit ist bedingt durch den großen Energieüberschuß 

 des Ozons über den gewöhnlichen Sauerstoff. Weniger 

 klar als die Isomerie liegen die Umwandlungsverhält- 

 nisse der beiden Sauerstoffmodifikationen; nur so viel 

 ist sicher, daß Ozon dem gewöhnlichen Sauerstoff 

 gegenüber eine labile Form darstellt. 



Es kann auffallen, daß der Sauerstoff das einzige 

 bei gewöhnlicher Temperatur gasförmige Element ist, 

 bei dem eine Allotropie beobachtet werden konnte; 

 da die elementaren Gase meist sehr eingehend unter 

 wechselnden Verhältnissen untersucht sind, so ist 

 nicht anzunehmen, daß etwa vorhandene Allotropien 

 übersehen seien, vielmehr muß manschließen, daß 

 die meisten einfachen Gase tatsächlich nur in einer 

 Modifikation existieren. 



Der nächste Verwandte des Sauerstoffs, der 

 Schwefel, dürfte derjenige Stoff sein, der in bezug auf 

 Allotropie die größte Mannigfaltigkeit aufweist und 

 auch am eingehendsten untersucht ist; trotzdem sind 

 die Isomerieverhältnisse der einzelnen Modifikationen 

 noch durchaus nicht alle klargestellt. 



Mitscherlich entdeckte 1822, daß der Schwefel 

 bei niedriger Temperatur rhombisch , bei höherer 

 Temperatur monoklin kristallisiert. Erst gegen 1896 

 hat Reicher die genaue Umwandlungstemperatur 

 zu 95,6° bestimmen können. Es besteht der rhom- 

 bische Schwefel unterhalb , der monokline oberhalb 

 dieser Temperatur; der erstere schmilzt bei 114,5°, 

 der letztere bei 120°; alles dies gilt etwa für Atmo- 

 sphärendruck. Aber wir sind auch über die Verhält- 

 nisse bei höhereu Drucken durch die ausgezeichneten 



