Решетка алмаза

Рис. 07. Кристаллическая решетка алмаза (а) и графита (6)

Ближайшие соседи углерода по группе периодической системы— кремний, германий и олово (в модификации серого олова) кристаллизуются в решетке алмаза. Однако- при нарастании металличности соответственно изменяется характер связи. [c.132]

Решетке алмаза подобен структурный тип сфалерита — одной из модификаций ZnS (рпс. 1.86а). Структуру этого вещества можно получить из структуры алмаза, если половину атомов углерода в решетке алмаза заменить атомами Zn, а другую половину — атомами S (см. рнс. 1.86а н 1.85). Структурный [c.148]

МОЖНО привести алмаз, в котором каждый атом углерода связан с четырьмя другими атомами углерода в направлении от центра тетраэдра к его вершинам (рис. 3). Таким образом создастся устойчивая восьмиэлектронная орбита около каждого атома углерода и вместе с тем каждый атом углерода приобретает по четыре ковалентных связи. Обилием ковалентных связей и высокой степенью симметрии решетки алмаза объясняется его исключительно высокая твердость. [c.9]

Алмаз имеет кубическую решетку, построенную из сочетания тетраэдров, плотно упакованных в куб. По сравнению с графитом решетка алмаза более напряжена и это определяет более высокую устойчивость последней модификации при обычных условиях. Переход алмаза в графит при обычных условиях заторможен кинетическими факторами. [c.175]

С кристаллической решеткой алмаза. Все три циклогексановых кольца имеют конформацию кресла. Образование структуры адамантана легко представить, если в молекуле бицикло(3,3,1)но-нана вместо аксиальных атомов водорода у С-3 и С-7, имеющих сильное трансаннулярное взаимодействие, ввести метиленовую группу, полностью снимающую это взаимодействие. [c.74]

Адамантан был открыт в 1933 г., в моравской нефти (Чехословакия). Это твердый углеводород с кристаллической решеткой алмаза, плотность его 1,07 г/см а т. кип. 268 °С. Содержание его в различных нефтях не превышает 0,001%. [c.28]

Если сочетанием ансамблей полиэдров создается элементарная ячейка, трансляцией которой строится вся решетка твердого тела, то решетка такого тела будет строго упорядоченной и тело относится к кристаллам. Если полиэдры в составе ансамбля полиэдров располагаются произвольным способом и сами ансамбли полиэдров также размещаются друг относительно друга хаотично, то образуется аморфная структура. Например, в решетке алмаза ансамбли тетраэдров располагаются строго упорядоченно, а в структуре силикагеля хаотично. Алмаз имеет кристаллическую решетку, а силикагель — аморфную. [c.57]

Упаковки атомов углерода в решетке алмаза и других форм углерода, кроме фуллеренов, термодинамически метастабильны. При нагревании они переходят в равновесную форму — графит (рис. 1-3). Три электрона каждого атома углерода кристалла графита образуют ковалентные связи между [c.21]

В другой модификации нитрида бора (боразон или эльбор) атомы бора и азота находятся в состоянии 5р= -гибридизации. Эта модификация имеет кристаллическую решетку алмаза (см. рис. 201). Она образуется из гексагональной при температуре 1800°С и давлении порядка 60 ООО— 80 ООО ат. Превращение гексагонального нитрида бора в боразон аналогично превращению графита в алмаз. [c.513]

Во всех перечисленных случаях между соседними атомами существуют локализованные гомеополярные связи. Поэтому максимальное количество соседей у одного атома равно числу его валентных электронов (см. структуру алмаза). Если число валентных электронов меньше четырех, они не способны к образованию локализованных связей. Стремление к проявлению. высоких координационных чисел характерно для структур металлов. Как видно из табл. В.ЗЗ, граница между металлами с высокими координационными числами и полуметаллами с низкими координационными числами проходит через клетку олово . На примере двух его форм ( серого и белого ) мож-1Н0 проследить переход от неметаллических к металлическим структурам. В то время как серое олово кристаллизуется в решетке алмаза (к.ч. = 4), структуру белой модификации можно рассматривать как тетрагонально искаженную алмазную к. ч. возрастает до 6 (приближается к металлическому состоянию ). С дрз гой стороны, 5р -гибридизация, свойственная структуре серого олова, сохраняется даже при значительной деформации (тенденция к проявлению направленных связей, свойственная структурам неметаллов). Результаты ряда исследований влияния температуры на структуру полуметаллов позволяют наметить следующую картину [c.578]

Решетка алмаза, но твердость ниже, электропроводность - выше. Полупроводник. [c.307]

Кристаллическая решетка алмаза [c.77]

Валентные орбитали атома углерода в алмазе находятся в состоянии 5/з -гибридизации и каждый атом углерода связан а-связями с четырьмя другими атомами. Поэтому на каждый атом С в решетке алмаза приходятся две связи С—С. Тогда энергия связи С—С в алмазе должна быть равна половине энергии, требующейся на разрыв всех связей при переходе атомов углерода из структуры алмаза в газовое состояние, т. е. 713,1 2 =356,6 кДж/моль. [c.212]

Кристаллическая решетка алмаза состоит из атомов углерода, соединенных между собой очень прочными ковалентными а-связями, образованными за счет перекрывания 5р -гиб-ридных орбиталей атомов углерода и расположенными, следовательно, вокруг них под тетраэдрическими углами. [c.240]

Некоторые простые вещества (кремний, германий, серое олово) имеют кристаллические решетки, принадлежащие к структурному типу алмаза, ячейка такой решетки изображена на рис. 1.78. В решетке алмаза каждый атой углерода связан четырьмя ковалентными связями с четырьмя другими атомами углерода. Ячейка этой решетки построена следующим образом. К 14 атомам, составляющим гранецентрированное кубическое расположение, добавляется еще 4 атома. Последние располагаются внутри куба в центре тетраэдров, образованных атомом, находящимся в вершине куба, и его тремя ближайшими соседями, расположенными в центрах граней. Координационное число атомов в решетке алмаза равно 4. [c.159]

Энергия кристаллической решетки в кристаллах этого типа фактически совпадает с энергией химической связи и лежит в пределах 200—500 кДж/моль. Так, энергия кристаллической решетки алмаза составляет 480 кДж/моль. Вследствие столь высокой энергии связи ковалентные кристаллы обладают высокими твердостью, температурами кипения и плавления. Диапазон их электропроводящих свойств велик от типичных диэлектриков (алмаз, нитрид бора, кварц) до полупроводников (кремний, германий) и даже электронных проводников (олово). [c.77]

Число точек около символа каждого элемента соответствует числу электронов в наружной оболочке. Примеры такого типа связей мы встречаем в молекулах Нг, Рг, СЬ, Ог, в атомных решетках алмаза [c.27]

Возможные типы регулярных укладок подробно исследовали в связи с их аналогией упорядоченному расположению атомов или ионов в кристаллической решетке [5]. Так, 71,ля простой кубической укладки координационное число Nk=.Q (4 соседа в горизонтальной плоскости и по одному сверху и снизу) порозность е = 0,476 расстояние между параллельными плоскостями, проходящими через центры шаров, равно d максимальный просвет (живое сечение) в плоскости соприкосновения шаров соседних рядов ()max = 1, а минимальный — в плоскости, проходящей через их центры, — tfmin = 0,214. При максимально плотной гексагональной упаковке Nk = 12 (6 соседей в вершинах правильного шестиугольника в горизонтальной плоскости и по три сверху и снизу в промежутках между шарами этой плоскости) порозность е = 0,2595 расстояние между соседними плоскостями 0,707 просветы ifmax = 0,349 и ifmin = 0,214. Возможны и другие упорядоченные структуры с промежуточными значениями е и четными координационными числами А/к = 8, 10 и 12. Комбинированные расположения соседних плоскостей могут давать упорядоченные упаковки с промежуточными, нечетными значениями iVk = 5, 7, 9 и 11. При более рыхлых расположениях без непосредственного контакта шаров одного горизонтального ряда возможна, например, упаковка типа кристаллической решетки алмаза [6] с Л/ к = 4 и s = 0,66. [c.8]

При образовании ковшСШтнык связей по обменному механизму электронные облака непарных электронов, взаимно перТ крывая друг друга, образуют общее облако с бо./1ее высокой электронной плотностью, симметрично располагающееся в пространстве относительно ядер обоих атомов (молекулы С1з, N5, кристаллическая решетка алмаза, селена и т. п.). [c.47]

В решетке алмаза каждый атом углерода связан четырьмя ковалентными связями с, четырьмя другими атомами. Ячейка этой решетки построена следующим образом. К.14 атомам, составляющим граиецентрированиое кубическое расположение, добавляется еще 4. Последние располагаются внутри куба в центре тетраэдров, образованных атомом, находящимся в вершине куба, и его тремя ближайшими соседями, расположенными в центрах граней. Координационное число атомов в ре-ujeTKe алмаза равно 4. [c.148]

В кристаллической решетке алмаза (см. разд. 3.2) каждый атом образует 4 ковалентных связи со своими соседями [ р -гиб-ридизация, d — С)=154 пм]. Известны кристаллы алмаза кубической и гексагональной сингоний. Гексагональный алмаз встречается в природе исключительно редко. Кристаллы кубической сингонии обычно имеют форму октаэдров. Изредка находят алмазы, окрашенные примесями в различные двета, они особенно ценятся. Значительная часть природных кристаллов темные, они ценятся меньше, чем прозрачные ювелирные алмазы и используются в основном для технических целей. [c.355]

Si твердое, тугоплавкое вещество. Его кристаллическая решетка аналогична решетке алмаза. Так как связь Si—С слабее, чем С — С, то карборунд меисе тверд, чем алмаз. Ои является полупроводником. Карборунд интенсивно реагирует с расплавленными и1,елочаыи (в присутствии кислорода), вьпне 600 С взаимодействует с хлором, выше 1300 °С подвергается высокотемпературному гидролизу [c.375]

М. X. Карапетьянц показал хорошую применимость этого ме тода сопоставленпя к большому числу веществ в кристаллическом состоянии, включая многие простые вещесра, окислы, сульфиды, галогениды и др. Рис. V, 5 иллюстрирует наблюдаемые соотно шения при сопоставлении температур, отвечающих одинаковым значениям теплоемкостей (Ср) алмаза, кремния, германия и олова (в а-модификации). Здесь в качестве эталонного вещества принят кремний. Для каждого из этих веществ зависимость имеет линейный характер, причем все прямые пересекаются практически в одной точке. Это объясняется тем, что все рассматриваемые вещества обладают кубической решеткой алмаза. Для свинца же, обладающего кубической гранецентрированной решеткой, такая [c.205]

Карбид, или так называемый карборунд, 31С. Это соединение образуется прн восстановлении оксида кремния 510 углем ири температуре около 2000°С АН = —66,1, А0 = —63,7 кДж/моль). Чистый карбид кремния — бесцветные кристаллы (технический окрашен обычно примесями в темный цвет). Кристаллическая решетка карбида кремния напоминает кристаллические решетки алмаза и элементарного кремния структуру кристаллов карборунда можно представить, если в расширенной решетке алмаза каждый второй атом углерода заменить атомом кремния. Плотность карбида кремния 3,22 г/см , его теплое.мкость 26,86 и энтропия 16,61 Дж,/(моль-К). Характерным свойством карборунда являются чрезвычайно большая твердость (в этом отношении он лишь немногим уступает а./шазу) и химическая инертность. Лишь при 2830°С он плавится с разложением. На карбид кремния не действуют даже сильнейшие окислители и кислоты, за исключением смеси азотной и [1лавиковой кислот. Он разлагается также при сплавлении со щелочами в присутствии кислорода. [c.359]

Адамантан, обладающий весьма своеобразным полиэдрическим строением, впервые был выделен из годонинской нефти (Чехосло-накия) его исследовали в 1933 г. Это кристаллическое веществе , которое плавится при 269 °С (сама высокая температура плавления среди всех известных углеводс родов). Молекула адамантана состоит из трех конденсированных циклогексановых колеи, имеющих форму кресла. Пространственное положение атомов углерода в молекуле адамантана такое же,как и в кристаллической решетке алмаза. [c.130]

Характер распределения ССЕ в твердых телах позволяет разделить их по степени симметрии на кристаллические п аморфные нефтяные дисперсные структуры. Твердые нефтяные тела, в которых расположение соединений имеет дальний порядок, соответствующий периодическому повторению определенной архитектуры в трех измерениях, называют кристаллическими, а расположение соединений в них — кристаллической структурой. Порядок, свойственный расположению соединений внутри твердого тела, часто приводит к симметрии его внешне] ) формы. Например, кристаллы графита имеют гексагональную форму, в базисных плоскостях атомы расположены в углах шестиугольников, на расстоянии 0,142 нм, т. е. на таком же расстоянии, как и в молекулах бензола. Прочность связей углерода в базисной плоскости кристалла графита примерно в шесть раз выше, чем в атомах углерода, расположенных на двух плоскостях, находящихся на расстоянии 0,3345 нм. Кристаллы графита имеют высокую симметрию. Аналогично другая форма кристалла углерода — алмаз — образует куб. В узлах кристаллическо 1 решетки алмаза а-связи каждого атома углерода направлены к четырем соседним атомам. Теплота сгорания алмаза несколько выше, чем графита. В связи с этим осуществляется переход при нагреве алмаза в графит в термодинамически более устойчивое состояние, в результате чего формируется новая симметрия. Симметрия также свойственна таким твердым нефтяным телам, как парафины. Известны нефтяные твердые тела с ближним порядком расположения соединений, они являются не кристаллами, а крайне вязкими жидкостями. К ним относятся, например, битумы, пеки, остаточные крекинг-остатки и др. [c.165]

При таком строении в углеводороде нет никакого напряжения связей и модель его имеет шарообразную форму. Формула углеводорода такая же, как у терпенов С оНхв- Название свое он получил от слова адамант — алмаз, так как имеет решетку алмаза. [c.97]

Каждая стрелка изображает электрон с определенным направлением спина. Изображенная на рис. 1-1, а схема электронных состояний соответствует двухвалентному атому углерода. Это обозначается так 2а 2р . На самом деле атом углерода четырехвалентен и записывается 1б 2з 2р , т. е. один электрон (рис. 1-1, б) из 25 -состояния переходит в 2р -состояние. Четыре электрона — один в состоянии 2з и три в состоянии 2р — образуют эквивалентные гибридные электронные орбитали SJ . Атомы углерода в зр -состоянии образуют кубическую гранецен-трированную решетку алмаза, состоящую из регулярных тетраэдров. В центре тетраэдра размещается атом углерода, связанный с четырьмя атомами углерода, находящимися в вершинах тетраэдра. [c.18]

Полимерные соединения (высокомолекулярные ковалентные, координационные соединения) построены из частиц больших размеров, состоящих из ковалентно связанных между собой мономерных частиц. Иногда осуществляется преимущественное связывание в определенных направлениях. Этот тип соединений в полной мере реализуется в решетке алмаза, в которой все атомы углерода связаны тетраэдрически и образуют бесконечный трехмерный каркас. [c.346]

И сам углерод, и его аналоги могут существовать в нескольких аллотропических модификациях. Если для типичных неметаллов, например кислорода и серы, явление аллотропии связано с возможностью образования молекул различного состава, то в простых телах кристаллической структуры, например у у1 лерода, олова, кремния, аллотропия связана с возможностью построения кристаллических решеток различного типа. Так, в кристаллической структуре алмаза каждый атом углерода связан четырьмя связями с другими атомами таким образом, что все углы между связями равны 109,5°. Модель кристаллической решетки алмаза можно получить, если поместить атом углерода в центр тетраэдра на пересечении его высот и соединить его с четырьмя Е ершинами тетраэдра, поместив в них еще четыре атома углерода рассматривая каждый из этих атомов как центр нового тетраэдра, можно таким путем воспроизвести всю решетку. [c.95]

Как известно, алмаз по своему химическому составу является чистым углеродом, так же как и графит, которые таким образом являются полиморфными модификациями одного и того же элемента, однако свойства их резко различны. Это объясняется отличием в строении их кристаллических структур (рис. 33). Алмаз (рис. 33, а) обладает кубической гранецентрированной решеткой с расстояниями между атомами 0,154 нм постоянная решетки алмаза равна 0,356 нм. Графит (рис. 33,6) имеет гексагональную слоистую решетку расстояние между атомами в слое равно 0,142 нм, а между слоями—0,339 нм. Такое большое расстояние между слоями обусловливает слабость химической связи по этому направлению, благодаря чему графит является рыхлым, мягким веществом — слои легко скользят и отделяются друг от друга. Алмаз >ке, как известно, является самым твердым из всех известных нам веществ. Следует сказать, что это свойство в основном определяет ценность алмаза как материала в самых разнообразных отраслях промышленности (резцы, фрезы, абразивные круга, шл.чфовальные порошлн и пасты. [c.124]

Другой аллотропной формой углерода является алмаз. Его плотность (3,51 г/с№) выше, чем фвфита. В кристаллический решетке алмаза (см разд. 3.2) каждый атом образует четыре ковалентные связи с соседними атомами ( р -гибридизация, i(( - ) l54 пм). Известны кристаллы алмаза, имеюи ие кубическую и гексагональную решетки. Гексагональный алмаз встре- [c.365]

Кристаллическая структура ковалентных твердых тел полностью определяется природой связей. Координационное число многих известных ковалентных кристаллов равно четырем. Это значит, что каждый атом в кристалле образует четыре направленные ксваленткые связи. Направленность связи иск. ючает плотнейшую упаковку кристалла. Примером кристаллической решетки с ковалентными связями служит решетка алмаза (рис. 33). [c.77]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология