18:10

Урок 37. Углерод. Аллотропные модификации (алмаз, графит, карбин)

Химия. Онлайн учебник → Углерод. Аллотропные модификации (алмаз, графит, карбин)

advances.sciencemag.org

Аллотропные модификации Углерода

1. Алмаз - бесцветное кристаллическое вещество с атомной решеткой. Атомы Углерода в кристаллах пребывают в состоянии sp³-гибридизации. Они связаны крепкими ковалентными неполярными связями.

Каждый атом C окружен четырьмя другими, расположенными от него в направлениях от центра тетраэдра к его вершинам. Все это обуславливает твердость и значительную густоту. Алмаз плохо проводит тепло, практически не проводит электрический ток. В чистом состоянии сильно преломляет свет.

2. Графит - темно-серое кристаллическое вещество со слабым металлическим сиянием. Атомы Углерода в кристаллах пребывают в состоянии sp²-гибридизации.

Они соединены в пласты (шары), состоящие из шестигранников. В них каждый атом C соединен крепкими ковалентными связями с тремя соседними атомами. связи направлены друг к другу под углом 120°.

Четвертый валентный электрон каждого атома в шаре остается подвижен, как в металле, может перемещаться от одного атома C к другому. Этим объясняется высокая электрическая проводность, но ниже, чем у металлов, а также его теплопроводность, и металлический блеск.

Расстояние между шарами в графите достаточно высокое (0,335 нм), а силы взаимодействия между ними сравнительно слабые, поэтому он расщепляется на тонкие скалки, которые сами по себе очень крепкие. Последние, в свою очередь, легко прилипают к бумаге.

3. Карбин - мелкокристаллический порошок черного цвета. Кристаллы состоят с линейных цепей углеродных атомов, соединенных одинарными и тройными связями, которые чередуются: (--C=C--)_n.

По твердости обгоняет графит, но поступается алмазу. Имеет полупроводниковые свойства. Во время нагревания к 2800 °C без доступа воздуха превращается в графит.

Аморфный углерод (Уголь)

Создается в результате нагревания соединений Углерода без доступа воздуха и имеет скрытое кристаллическое строение графита. В зависимости от природы исходящих веществ существуют следующие виды угля: древесный, костяной, кокс, сажа.

Уголь (особенно древесный) имеет большую адсорбционную способность.

Адсорбция - способность угля и других твердых или жидких веществ удерживать на своей поверхности пары, газы и растворенные вещества.

Вещества, на поверхности которых происходит адсорбция, называются адсорбентами. Вещества, которые адсорбируют, называются адсорбатами.

Адсорбционная способность угля объясняется его пористостью. Для усиления адсорбции уголь специально обрабатывают - нагревают в струе водяного пара, чтобы освободить его поры от загрязняющих веществ. Обработанный таким способом уголь называют активированным.

Углерод: (часть 1) (часть 2) (часть 3)

Автор: Гончаренко Л. И. (ula-books.com.ua)

< Урок 36 | Химия. Онлайн учебник | Урок 38 >