К статье УГЛЕРОД Если структурные единицы вещества ( атом ы для одноатомных элементов или молекулы для полиатомных элементов и соединений) способны соединяться друг с другом в более чем одной кристаллической форме, это явление называется аллотропией. У углерода три аллотропические модификации - алмаз , графит и фуллерен. В алмазе каждый атом углерода имеет 4 тетраэдрически расположенных соседа, образуя кубическую структуру (рис. 1,а). Такая структура отвечает максимальной ковалентности связи , и все 4 электрон а каждого атома углерода образуют высокопрочные связи С-С, т.е. в структуре отсутствуют электроны проводимости. По этом у алмаз отличается отсутствием проводимости, низкой теплопроводностью, высокой твердостью; он самый твердый из известных веществ (рис. 2). На разрыв связи С-С ( длина связи 1,54 , отсюда ковалентный радиус 1,54/2 = 0,77 ) в тетраэдрической структуре требуются большие затраты энергии, поэтому алмаз, наряду с исключительной твердостью, характеризуется высокой температурой плавления (3550. C). Друг ой аллотропической формой углерода является графит, сильно отличающийся от алмаза по свойствам. Графит - мягкое черное вещество из легко слоящихся кристалликов, отличающееся хорошей электропроводность ю ( электрическое сопротивление 0,0014 Ом?см). Поэтому графит применяется в дуговых лампах и печах (рис. 3), в которых необходимо создавать высокие температуры. Графит высокой чистоты применяют в ядерных реакторах в качестве замедлителя нейтронов. Температура плавления его при повышенном давлении равна 3527. C. При обычном давлении графит сублимируется (переходит из твердого состояния в газ) при 3780. C. Структура графита (рис. 1,б) представляет собой систему конденсированных гексагональных колец с длиной связи 1,42 ( значительно короче , чем в алмазе), но при этом каждый атом углерода имеет три (а не четыре , как в алмазе) ковалентные связи с тремя соседями, а четвертая связь (3,4 ) слишком длинна для ковалентной связи и слабо связывает параллельно уложенные слои графита между собой. Именно четвертый электрон углерода определяет тепло- и электропроводность графита - эта более длинная и менее прочная связь формирует меньшую компактность графита, что отражается в меньшей твердости его в сравнении с алмазом ( плотность графита 2,26 г/см3, алмаза - 3,51 г/см3). По той же причине графит скользкий на ощупь и легко отделяет чешуйки вещества, что и используется для изготовления смазки и грифелей карандашей. Свинцовый блеск грифеля объясняется в основном наличием графита. Волокна углерода имеют высокую прочность и могут использоваться для изготовления искусственного шелка или другой пряжи с высоким содержанием углерода. При высоких давлении и температуре в присутствии катализатора, например железа , графит может превращаться в алмаз. Этот процесс реализован для промышленного получения искусственных алмазов . Кристаллы алмаза растут на поверхности катализатора. Равновесие графит алмаз существует при 15 000 атм и 300 K или при 4000 атм и 1500 K. Искусственные алмазы можно получать и из углеводородов. К аморфным формам углерода, не образующим кристаллов, относят древесный уголь , получаемый нагревом дерева без доступа воздуха , ламповую и газовую сажу , образующуюся при низкотемпературном сжигании углеводородов при недостатке воздуха и конденсируемую на холодной поверхности, костяной уголь - примесь к фосфату кальция в процессе деструкции костной ткани , а также каменный уголь (природное вещество с примесями) и кокс, сухой остаток , получаемый при коксовании топлив методом сухой перегонки каменного угля или нефтяных остатков (битуминозных углей), т.е. нагреванием без доступа воздуха. Кокс применяется для выплавки чугуна, в черной и цветной металлургии. При коксовании образуются также газообразные продукты - коксовый газ (H2, CH4, CO и др.) и химические продукты, являющиеся сырьем для получения бензина, красок, удобрений, лекарственных препаратов, пластмасс и т.д. Схема основного аппарата для производства кокса - коксовой печи - приведена на рис. 3. Различные виды угля и сажи отличаются развитой поверхностью и поэтому используются как адсорбенты для очистки газа , жидкостей, а также как катализаторы . Для получения различных форм углерода применяют специальные методы химической технологии . Искусственный графит получают прокаливанием антрацита или нефтяного кокса между углеродными электродами при 2260. С (процесс Ачесона) и используют в производстве смазочных материалов и электродов, в частности для электролитического получения металлов.
Что такое углерод - б. аллотропия? Значение углерод - б. аллотропия в энциклопедии Кольера
углерод - б. аллотропия - К статье УГЛЕРОД
Если структурные единицы вещества (атомы для одноатомных элементов или молекулы для полиатомных элементов и соединений) способны соединяться друг с другом в более чем одной кристаллической форме, это явление называется аллотропией. У углерода три аллотропические модификации - алмаз, графит и фуллерен. В алмазе каждый атом углерода имеет 4 тетраэдрически расположенных соседа, образуя кубическую структуру (рис. 1,а). Такая структура отвечает максимальной ковалентности связи, и все 4 электрона каждого атома углерода образуют высокопрочные связи С-С, т.е. в структуре отсутствуют электроны проводимости. Поэтому алмаз отличается отсутствием проводимости, низкой теплопроводностью, высокой твердостью; он самый твердый из известных веществ (рис. 2). На разрыв связи С-С (длина связи 1,54 , отсюда ковалентный радиус 1,54/2 = 0,77 ) в тетраэдрической структуре требуются большие затраты энергии, поэтому алмаз, наряду с исключительной твердостью, характеризуется высокой температурой плавления (3550. C).
Другой аллотропической формой углерода является графит, сильно отличающийся от алмаза по свойствам. Графит - мягкое черное вещество из легко слоящихся кристалликов, отличающееся хорошей электропроводностью (электрическое сопротивление 0,0014 Ом?см). Поэтому графит применяется в дуговых лампах и печах (рис. 3), в которых необходимо создавать высокие температуры. Графит высокой чистоты применяют в ядерных реакторах в качестве замедлителя нейтронов. Температура плавления его при повышенном давлении равна 3527. C. При обычном давлении графит сублимируется (переходит из твердого состояния в газ) при 3780. C.
Структура графита (рис. 1,б) представляет собой систему конденсированных гексагональных колец с длиной связи 1,42 (значительно короче, чем в алмазе), но при этом каждый атом углерода имеет три (а не четыре, как в алмазе) ковалентные связи с тремя соседями, а четвертая связь (3,4 ) слишком длинна для ковалентной связи и слабо связывает параллельно уложенные слои графита между собой. Именно четвертый электрон углерода определяет тепло- и электропроводность графита - эта более длинная и менее прочная связь формирует меньшую компактность графита, что отражается в меньшей твердости его в сравнении с алмазом (плотность графита 2,26 г/см3, алмаза - 3,51 г/см3). По той же причине графит скользкий на ощупь и легко отделяет чешуйки вещества, что и используется для изготовления смазки и грифелей карандашей. Свинцовый блеск грифеля объясняется в основном наличием графита.
Волокна углерода имеют высокую прочность и могут использоваться для изготовления искусственного шелка или другой пряжи с высоким содержанием углерода.
При высоких давлении и температуре в присутствии катализатора, например железа, графит может превращаться в алмаз. Этот процесс реализован для промышленного получения искусственных алмазов. Кристаллы алмаза растут на поверхности катализатора. Равновесие графит алмаз существует при 15 000 атм и 300 K или при 4000 атм и 1500 K. Искусственные алмазы можно получать и из углеводородов.
К аморфным формам углерода, не образующим кристаллов, относят древесный уголь, получаемый нагревом дерева без доступа воздуха, ламповую и газовую сажу, образующуюся при низкотемпературном сжигании углеводородов при недостатке воздуха и конденсируемую на холодной поверхности, костяной уголь - примесь к фосфату кальция в процессе деструкции костной ткани, а также каменный уголь (природное вещество с примесями) и кокс, сухой остаток, получаемый при коксовании топлив методом сухой перегонки каменного угля или нефтяных остатков (битуминозных углей), т.е. нагреванием без доступа воздуха. Кокс применяется для выплавки чугуна, в черной и цветной металлургии. При коксовании образуются также газообразные продукты - коксовый газ (H2, CH4, CO и др.) и химические продукты, являющиеся сырьем для получения бензина, красок, удобрений, лекарственных препаратов, пластмасс и т.д. Схема основного аппарата для производства кокса - коксовой печи - приведена на рис. 3.
Различные виды угля и сажи отличаются развитой поверхностью и поэтому используются как адсорбенты для очистки газа, жидкостей, а также как катализаторы. Для получения различных форм углерода применяют специальные методы химической технологии. Искусственный графит получают прокаливанием антрацита или нефтяного кокса между углеродными электродами при 2260. С (процесс Ачесона) и используют в производстве смазочных материалов и электродов, в частности для электролитического получения металлов.
Соседние слова
Что такое уганда: экономика - г. туризмЧто значит уганда: экономика - д. внешняя торговля
Что означает углерод
Значение углерод - а. историческая справка
↑ углерод - б. аллотропия ↓
Что такое углерод - в. строение атома углерода
Что значит углерод - г. стандартная атомная масса
Что означает углерод - д. электронное строение оксидов углерода
Значение углерод - е. угольная кислота
Однокоренные и похожие слова:
Узнайте лексическое, прямое, переносное значение следующих слов:
- узбекистан: история - а. древняя история - К статье УЗБЕКИСТАН: ИСТОРИЯ Во II тысячелетии до н.э. ...
- узбекистан: государство и политика - К статье УЗБЕКИСТАН До 1991 вся власть в стране ...
- уголь ископаемый: разработка подземным способом - К статье УГОЛЬ ИСКОПАЕМЫЙ Вскрытие месторождения штольней. Если пласт ...
- уголь ископаемый: опасные факторы, связанные с добычей угля - К статье УГОЛЬ ИСКОПАЕМЫЙ С угледобычей связаны такие опасные ...
- уголь ископаемый: классификация углей по сортности - К статье УГОЛЬ ИСКОПАЕМЫЙ Процентное содержание вредных примесей Сорт угля Зольность, ...
- уголь ископаемый - горючая осадочная порода органического (растительного) происхождения, состоящая из ...
- углерода диоксид - (оксид углерода(IV), ангидрид угольной кислоты, углекислый газ) CO2, ...
- уганда: история - д. подъем национально-освободительного движения - К статье УГАНДА: ИСТОРИЯ Рост антиколониального протеста в послевоенные ...
- уганда: история - в. британское правление - К статье УГАНДА: ИСТОРИЯ Борьба за контроль над Угандой ...
- уганда: история - а. древняя история - К статье УГАНДА: ИСТОРИЯ Охотники и собиратели жили на ...
- уганда - Республика Уганда, государство в Восточной Африке, расположено в ...
- уайтхед, алфред норт - (Whitehead, Alfred North) (18611947), английский математик и философ, ...
- уайлдер, торнтон найвен - (Wilder, Thornton Niven) (18971975), американский драматург и романист. ...
- уайз, стефан сэмюэл - (Wise, Stephen Samuel) (18741949), американский реформистский раввин, наиболее ...
- моцарт, вольфганг амадей: музыка моцарта - К статье МОЦАРТ, ВОЛЬФГАНГ АМАДЕЙ Невозможно найти другого композитора, ...