Аллотропные видозміни вуглецю: графіт і алмаз

Аллотропные видозміни вуглецю: графіт і алмаз

Сообщение підготувала Попова Катя, 9 р класс.

Углерод.

С — хімічний елемент IV групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 6, відносна атомна маса 12, 011(1).

Многообразие сполук вуглецю, пояснюється здатністю його атомів з'єднуватися одна з ще й атомами інші елементи в різний спосіб, обумовлює особливе становище вуглецю серед інших элементов.

Аллотропные видозміни углерода.

Элементарный вуглець утворює три аллотропных видозміни: алмаз, графіт і карбин.

Алмаз — безкольорове, прозоре кристалічний речовина, надзвичайно сильно заломлююче промені світла. Атоми вуглецю в алмазі нині напівживі sp3-гибридизации. У порушену стані відбувається розпарювання валентных електронів в атомах вуглецю й освіту чотирьох не спарених электронов.

Кожен атом вуглецю в алмазі оточений чотирма іншими, розташованими від нього напрямі від центру в тетраедрів до вершин. Відстань між атомами в тетраэдрах одно 0, 154 нм. Міцність всіх зв’язків однакова. Отже, атоми в алмазі «упаковані» дуже щільно. При 20оС щільність алмазу становить 3,1515 г/см3. Цим пояснюється його виняткова твердість. Алмаз погано проводить електричний струм. Переважна більшість, освіти алмазів — невеликі кристали і алмазна пыль.

Алмазы при нагріванні без доступу повітря вище 1000оС перетворюється на графіт. При 1750оС перетворення алмазу в графіт відбувається быстро.

Графит — сіро-чорне кристалічний речовина з металевим блиском, жирне навпомацки, який за твердістю поступається навіть бумаге.

Атоми вуглецю в кристалах графіту нині напівживі sp2 — гібридизації: кожен із новачків утворює трьох ковалентные ?-связис сусідніми атомами. Кути між напрямами зв’язків дорівнює 120о. У результаті виходить сітка, що складається з правильних шестикутників. Відстань між сусідніми ядрами атомів вуглецю всередині шару становить 0,142нм.

Графит має низьку механічну міцність і легко розщеплюється на лусочки, які самі в собі дуже міцні. Зв’язок між верствами атомів вуглецю в графіті частково має металевий характер. Цим пояснюється й те, що графіт добре проводить електричний струм, проте негаразд, як металл.

При нагріванні без доступу повітря графіт не зазнає ніякої зміни до 3700оС. При зазначеної температурі він виганяється, не плавлячи. Графіт термодинамичен, стійкий у широкому інтервалі температур і тисків. Щільність становить 2,256 г/см3.

Применение.

Алмазы йдуть на обробки різних твердих матеріалів, для різання, шлифования, свердління і гравировки скла, для буріння гірських порід. Алмази після шліфовки і огранки перетворюються на діаманти, що використовуються як украшения.

Из графіту виготовляють ливарні форми, плавильні тиглі, вогнетривкі вироби. Істотний кількості графіту використовують у електротехнічній промисловості, наприклад, під час виготовлення електродів. Графіт використовується виготовлення олівців, фарб. Чистий графіт використовують у ядерні реактори для уповільнення нейронов.