Аллотропные видоизменения углерода графит и алмаз

  1. Аллотропные видоизменения углерода.
  2. Применение.

Сообщение подготовила Попова Катя, 9 г класс

С - химический элемент IV группы периодической системы Менделеева , Атомный номер 6, относительная атомная масса 12 011 (1).

Многообразие соединений углерода, объясняется способностью его атомов соединяться друг с другом и атомами других элементов различными способами, обусловливает особое положение углерода среди других элементов.

Аллотропные видоизменения углерода.

Элементарный углерод образует три аллотропные видоизменения: алмаз , Графит и карбин.

алмаз - бесцветная, прозрачная кристаллическое вещество, чрезвычайно сильно преломляет лучи света. Атомы углерода в алмазе находятся в состоянии sp3-гибридизации. В возбужденном состоянии происходит распаривание валентных электронов в атомах углерода и образование четверых не спаренных электронов.

каждый   атом   углерода в алмазе окружен четырьмя другими, расположенными от него в направлении от центра в тетраэдров к вершинам каждый атом углерода в алмазе окружен четырьмя другими, расположенными от него в направлении от центра в тетраэдров к вершинам. Расстояние между атомами в тетраэдрах равно 0, 154 нм. Прочность всех связей одинакова. Таким образом, атомы в алмазе «упакованы» очень плотно. при 20 плотность алмаза составляет 3,1515 г / см3. Этим объясняется его исключительная твердость. алмаз плохо проводит электрический ток . Основная масса образованных алмазов - небольшие кристаллы и алмазная пыль.

Алмазы при нагревании без доступа воздуха выше 1000оС превращается в графит. при 1750оС преобразования алмаза в графит происходит быстро.

Графит - серо-черная кристаллическое вещество с металлическим блеском, жирная на ощупь, по твердости уступает даже бумаги.

Атомы углерода в кристаллах графита находятся в состоянии sp2 - гибридизации: каждый из них образует трех ковалентные ơ-связи с соседними атомами. Углы между направлениями связей равна 120о. В результате образуется сетка, состоящая из правильных шестиугольников. Расстояние между соседними ядрами атомов углерода внутри слоя составляет 0,142 нм.

Графит имеет низкую механическую прочность и легко расщепляется на чешуйки, которые сами по себе очень прочны. Связь между слоями атомов углерода в графите частично имеет металлический характер. Этим объясняется тот факт, что графит хорошо проводит электрический ток, но все же не так, как металл.

При нагревании без доступа воздуха графит не претерпит никаких изменений в 3700оС. При указанной температуре он изгоняется, а не плавясь. графит термодинамичен , Устойчив в широком интервале температур и давлений. плотность составляет 2,256 г / см3.

Применение.

Алмазы используются для обработки различных твердых материалов Для резки, шлифовки , Сверления и гравировки стекла, для бурения горных пород. Алмазы после шлифовки и огранки превращаются в бриллианты, используемых в качестве украшения.

С графита изготавливают литейные формы, плавильные тигли, огнеупорные изделия. Существенный количества графита используется в электротехнической промышленности, например, при изготовлении электродов. Графит используется для изготовления карандашей, красок. Чистый графит используется в ядерных реакторах для замедления нейронов.


скоро...