Алмаз-графит

Рефераты по химии » Алмаз-графит


Алмаз. При слове “алмаз” сразу же вспоминаются окутанные завести тай-

ны истории повествующие о поисках сокровищ.Когда-то люди охотившие-

ся за алмазами и не подозревали что предметов их страсти является криста-

ллический углерод-тот самый углерод который образует сажу копоть и уго-

ль.Впервые это доказал Лавуазье.Он поставил опыт по сжиганию алмаза ис-

пользуя собранную специально для этой цели зажигательную машину.Ока-

залось алмаз сгорает на воздухе при темпратуре около 700 С не оставляя

твердого остатка как и обычный уголь.

В структуре алмаза каждый атом углерода имеет четырех соседей которые

расположены от него на равных расстояниях в вершинах тетраэдра. Весь

кристалл представляет собой единый трехмерный каркас. С этим связаны

многие свойства алмаза в частности его самая высокая среди минералов тве

рдость.Она-то и дала камню имя которое происходит от греч.”адамас”-“тве-

рдый” ”непреклонный” ”несокрушимый”.

Кристаллы алмаза особенно ограненные (бриллианты) очень сильно пре-

ломляют свет. Этим и обусловлена знаменитая “игра бриллиантов”.

В России ювелирные алмазы вошли в моду в середине 18 в.Ими украшали

не только царские диадемы и скипетры но также брелки застежки трости

табакерки и даже обувь! Мелкие алмазы используются для резки стекла и

металлов служат наконечниками сверл резцов. Алмазный порошок издре-

вле применяют для полировки и огранки драгоценных камней.

Графиит. В древности графит считали одним из минералов свинца воз-

можно из-за того что подобно свинцу он оставляет на бумаге след.В 18 в.

К.В.Шееле доказал что графит предсталяет собой “особый минеральный

уголь”.Родственные отношения между алмазом и графитом были подробно

изучены коллегой Лавуазье французским химиком Луи Бернаром Гитоном

де Морво:при осторожном нагревании алмаза без доступа воздуха он по-

лучил порошок графита.

Графит-мягкое вещество серого цвета. Атомы углерода связаны в нем в

плоские слои состоящие из соединенных ребрами шестиугольником на-

подобие пчелиных сот. Каждый атом в таком слое имеет трех соседей уг-

ол между связями С-С-С равен 120 . Для образования трех ковалентных

связей атом предоставляет три электрона а четвертый электрон образуя

п-связи делокализован по всему кристаллу.Этим обьясняются такие сво-

йства графита как металлический блеск и электропроводность.

Поскольку электронные облака атомов из соседних плоских слоев пере-

крываются между слоями возникают слабые связи которые рвутся даже

при незначительной нагрузке. Для того чтобы в этом убедиться доста-

точно провести карандашом по листу бумаги: на листе останется след из

чешуек графита.

Графит широко применяется в технике. Графитовый порошок исполь-

зуют для изготовления минеральных красок а также в качестве смазочно-

го материала-между отдельными слоями графита взаимодействие настоль-

ко слабое что возникает скольжение. Графитовые стержни служат электродами во многих электрохимических процессах; из смеси графита

с глиной изготовляют тигли для плавки металлов. Блоки из особо чисто-

го графита являются основным материалом для создания атомных реакто-

ров. В первом отечественном реакторе например было использовано 450т

графита.

В отсутствие кислорода графит и алмаз выдерживают нагревание до вы-

соких температур: эти вещества переходят в газовую фазу в виде молекул

сп лишь при 3000 С. Поэтому графит используют как теплозащитный ма-

териал для головных частей ракет.

Графит-наиболее устойчивая при комнатной температуре аллотропная

модификация углерода. Теоретически все алмазы должны были уже дав-

но превратиться в графит но с заметной скоростью такая реакция идет

лишь начиная с температуры около 1000 С а при 2000 С она происходит

почти мгновенно. Однако с практической точки зрения гораздо больший

интерес представляет обратный процесс-превращение графита в алмаз.

Это становится возможным при температуре около 3000 С и давлении

3*106 атм. К сожелению алмазы которые удается получить из графита

обычно очень мелкие и невысокого качества. Они могут быть использо-

ваны лишь для технических целей.