Углерод кристаллические форм

Рис. 14-5. Кристаллические формы углерода.

Аллотропия (от греч. alios — другой и tropos — способ, образ) — существование одного и того же химического элемента в виде двух или нескольких простых веществ (аллотропных модификаций), различных по строению и формам. Напр., углерод существует в виае графита и алмаза. Несколько простых веществ дают элементы сера, селен, фосфор, олово, железо и др. А. вызывается либо образованием различных кристаллических форм (аллотропия формы), либо различным числом атомов химического элемента в молекуле простого вещества (аллотропия состава, напр., кислород О2 и озон Оз). [c.12]

Различают углеродные материалы природного происхождения и искусственные (полученные при термической обработке органических веществ). Они образуют метаморфический ряд, который характеризуется возрастанием содержания углерода и уменьшением концентрации гетероатомов, определенными закономерностями изменения кристаллической и дисперсной структур (уменьшение межплоскостного расстояния, рост размеров кристаллитов и дрг.). Заканчивается метаморфический ряд кристаллической формой углерода - графитом. Этот ряд может быть получен путем обработки органического вещества до определенных конечных температур. [c.5]

Каждое кристаллическое вещество имеет характерную для него геометрическую форму, определяемую его химическим составом. Однако ряд веществ проявляет способность существовать в нескольких кристаллических формах, называемых модификациями. Это явление получило название полиморфизма. Наиболее ярким примером его служит природный углерод, кристаллизующийся в зависимости от условий либо в виде алмаза (кубическая сингония), либо в виде графита (гексагональная сингония), резко отличающихся друг от друга по физическим свойствам. [c.53]

Одно и то же вещество иногда оказывается способным существовать в нескольких различных кристаллических формах, называемых модификациями. Само это явление называется полиморфизмом. Примером его могут служить алмаз и графит, являющиеся различными кристаллическими модификациями углерода, или кварц, тридимит и кристобаллит — различные кристаллические модификации кремнезема. [c.28]

Для многих веществ аморфная и кристаллическая формы являются различными состояниями одного и того же вещества. Так, диоксид кремния 5102 встречается в природе в форме хорошо образованных кристаллов кварца (горный хрусталь). В аморфном, виде 5102 — плавленый кварц. Известен и аморфный углерод. [c.29]

Некоторые вещества могут иметь несколько кристаллических форм. Это явление получило название полиморфизма. В природе существуют две кристаллические формы углерода — алмаз и графит, которые различаются строением кристаллической решетки и свойствами (рис. 11). Сера имеет две устойчивые кристаллические формы — ромбическую и моноклинную. [c.31]

Примерами смесей такого типа могут служить смеси веществ, образующих простые эвтектики с четыреххлористым углеродом, который существует в двух кристаллических формах с точкой перехода при —48°. [c.35]

Двуокись углерода — газ без цвета и запаха, слабо кислый на вкус благодаря образованию некоторого количества угольной кислоты при растворении в воде. Она примерно на 50% тяжелее воздуха. Хорошо растворима в воде при давлении 1 атм и 0°С в 1 л воды растворяется 1713 мл СОг. Ее температура плавления (затвердевания) лежит выше температуры сублимации кристаллической формы при давлении 1 атм. Если кристаллическую двуокись углерода нагревать от очень низких температур, то давление паров достигает 1 атм при —79 °С, и при этой температуре она испаряется (сублимируется) без плавления. Если же давление увеличить до 5,2 атм, то кристаллическое вещество плавится в жидкость при температуре —56,6°С. Следовательно, при обычном давлении двуокись углерода из твердого состояния переходит непосредственно в газообразное. Благодаря этому свойству твердую двуокись углерода (сухой лед) широко применяют в качестве хладагента. [c.233]

С термохимическими уравнениями можно обращаться точно так же, как и с обычными математическими уравнениями все знаки в этих уравнениях могут быть изменены на обратные путем умножения всех членов уравнения на — 1, члены уравнения можно переносить из одной его части в другую, сопровождая это заменой знака, и 1.П. В качестве примера применения термохимических уравнений укажем, что изменение энтальпии при сгорании двух модификаций углерода— графита и алмаза—позволило обнаружить различие в структурной устойчивости этих двух кристаллических форм углерода. Термохимическое уравнение реакции сгорания для графита имеет вид [c.310]

Элементарный углерод существует в двух кристаллических формах — в виде алмаза (который уже обсуждался в гл. 10) и графита. Структура алмаза с тетраэдрическими углами между связями, образуемыми гибридизованными 5р -орбиталя-ми, присуща и другим элементам IV группы. Однако можно заранее предвидеть, что по мере увеличения длины связей твердость кристаллов со структурой алмаза должна уменьшаться. В ряду элементов IV группы тетраэдрической структурой алмаза обладают углерод, кремний, германий и серое олово межатомные расстояния увеличиваются в этом ряду от 1,54 А у углерода до 2,80 А у серого олова. По этой причине прочность связей уменьшается от очень большой у алмаза до очень слабой у серого олова. Серое олово представляет собой настолько мягкое вещество, что существует в форме микрокристаллов или просто порошка. Для элементов IV группы с кристаллической структурой типа алмаза характерно наличие диэлектрических свойств (другими словами, они являются изоляторами) и других ярко выраженных неметаллических свойств. [c.398]

Кристаллической формой углерода, совершенно несходной с алмазом, является графит. В кристаллах графита атомы углерода располагаются в обособленных друг от друга плоскостях. Расстояния между атомами в пределах одной плоскости составляют ,42 А, а расстояние между плоскостями — 3,35 А (рис. 22.10). Каждый атом углерода образует с тремя окружающими его [c.399]

Авторы , анализируя кривые радиального распределения атомов, пришли к заключению, что в стеклоуглероде имеются области или домены двух типов с тригональными межатомными (графитовыми) и с тетраэдрическими (алмазоподобными) связями. Аналогичных представлений придерживались и другие исследователи , хотя многие и подвергали сомнению возможность существования алмазоподобных доменов в стеклоуглеродах. Автор , исходя из измерений твердости и плотности образцов и ширины дифракционных линий, предположил, что в неграфитирующихся углеродах сосуществуют разные кристаллические формы углерода, в том числе в значительном количестве присутствуют и микроструктуры с тетраэдрической координацией атомов. [c.23]

Таким образом, достижение стадии образования любого вида кристаллической формы углерода, в принципе, и есть конечная стадия образования коксового продукта, и конечная точка в наших исследованиях. Поняв механизм преобразований происходящих внутри процесса и ведущих к конечной стадии образования коксового продукта, представляется возможным [c.58]

Одно и то же вещество может существовать в зависимости от внешних условий, температуры и давления в различных кристаллических формах. Такое явление называется полиморфизмом. Например, для углерода известны алмаз и графит, для диоксида кремния SiOg — кварц, тридимит и кристобалит. При данных температуре и давлении устойчивой является одна кристаллическая модификация, однако ввиду медленности процесса перехода одной кристаллической формы в другую в одних и тех же условиях часто можно наблюдать несколько полиморфных модификаций одного и того же вещества, причем одну из них называют сйгабильной, остальные, способные со временем переходить в стабильную форму, — метастабильными. [c.289]

Согласно современным представлениям, из молекул состоят вещества в газообразном и парообразном состояниях, В жидком состоянии из молекул состоят только те вещества, которые находятся не в ассоциированном состоянии в твердом же состоянии из молекул состоят лишь те вещества, которые имеют молекулярную структуру, К ним относятся органические соединения и небольшое количество неорганических веществ (например кристаллический йод, твердый оксид углерода (IV), вода,,,). Абсолютное же большинство твердых неорганических веществ не имеют молекулярной структуры, существуя в виде кристаллических форм, образованных не молекулами, а другими частицами (атомами, ионами). К ним относятся металлы, оксиды, сульфиды, карбиды и многие другие соединения. [c.29]

Наконец, атомы могут взаимодействовать за счет сил валентной связи. Примером такой химической связи служит валентная связь двух атомов углерода, возникающая при их сближении. Именно эта связь и определяет кристаллическую форму, прочность и другие свойства алмаза. [c.16]

Существует фундаментальный факт, затрудняющий рост графита на поверхности затравочного кристалла алмаза. В то время как рост алмаза происходит за счет достройки уже имеющейся кристаллической решетки, для образования кристалликов графита атомы углерода должны расположиться в ином порядке, не согласном с расположением атомов подложки. Речь должна идти о рождении новой кристаллической формы, а такие роды всегда трудны. Трудности свойственны рождению любой новой фазы, как, например, капли из пара, пузырька из жидкости, кристалла из газа или жидкости. [c.20]

Эрдман и Кетнер и Александр изучали действие меди на ацетилен. В их опытах углерод, выделяющийся при диссоциации ацетилена при 400 —500°, отлагался на меди в кристаллической форме (графит). [c.249]

Английским ученым из хорошо откристаллпзозанного графита, ось которого направлялась параллельно сжатшо, при дявлеппн 13 МПа и температуре 1000°С удалось получить новую кристаллическую форму углерода — гексагональный алмаз. [c.354]

Циклогексилэйкозаны получались исчерпывающим гидрированием над N10 нри 150—200°. В табл. 85 представлены свойства полученных углеводородов. Наиболее замечательными свойствами фенил- и циклогексилэйкозанов является постепенное понижение температуры застывания по мере передвижения заместителя по цепи из 20 атомов углерода к ее середине, и особенно то обстоятельство, что в ряду циклогексилэйкозанов формы, имеющие заместителя в центре цепи (7- и 9-циклогексилэйкозаны), застывают в виде стекол. Трудно переоценить значение этого факта (наблюдавшегося также ранее и нами при синтезе индивидуальных углеводородов дизельных топлив), так как он указывает на суп1ествование среди высокомолекулярных углеводородов таких форм, температура застывания которых может быть легко снижена добавлением к ним любых низкозастывающих углеводородов, неспособных, как известно, понижать температуру застывания кристаллических форм. [c.385]

Ментол из мятного масла вращает влево ([а]д —49,7°, без растворителя) и кипит при 215—216°. Он существует в нескольких кристаллических формах, из которых устойчива только одна, с т. пл. 42,5°. Синтетически ментол удалось получить, например, путем восстановления тимола с последующим разделением на антиподы в виде бруциновой соли мономентилового эфира фталевой кислоты. В связи с наличием в молекуле ментола трех асимметрических атомов углерода возможно существование восьми стереоизомерных соединений. Все они известны й- и /-ментол, а также й- и /-неоментол, т. пл. —22° й- и /-изоментол, т. пл. 83° и ( -неоизоментол, т. пл. —8°). У ментола и изоментола метильная и изопропильная группы находятся в гоанс-положении гидроксильная группа находится у ментола в цис-, а у неоментола — в транс-положении к метнльному остатку. В молекула изоментола и неоизоментола метильная и изопропильная группы занимают цыс-ноложение, причем СНз- и ОН-группы у изоментола находятся в транс-, а у неоизоментола — в ч с-положении. [c.822]

Английским ученым из хорошо окристаллизованного графита, ось с которого направлялась параллельно сжатию, при давлении 130 кбар и 1000° С удалось получить новую кристаллическую форму углерода — гексагональный алмаз. [c.194]

В то же время полимеризация, индуцируемая радикалами, обладает рядом специфических особенностей. Так, например, как разветвленные, так и линейные полимерные молекулы могут быть образованы только в результате развития радикальной цепи за счет отрыва атома водорода от растущих или уже сформированных полимерных молекул, поскольку только такие отрывы могут служить точками роста цепи. Кроме того, твердые полимеры, образующиеся при радикальной полимеризации СН2 = СНХ, характеризуются стереохимически неупорядоченной ориентацией групп X относительно атомов углерода полимерной цепи. Как показывает опыт, такие полимеры, носящие название атактических, не получаются, как правило, в кристаллической форме, имеют низкую температуру плавления и обладают слабой механической прочностью. [c.295]

Если использовать в качестве катализатора ТхСЦ-А1(Е1)з, то такой алкен, как МеСН = СН2, может быть легко подвергнут полимеризации в очень мягких условиях образующийся при этом регулярный (изотактический) полипропилен имеет кристаллическую форму и обладает высокой механической прочностью, что связано с упорядоченной ориентацией метильных групп относительно атомов углерода, образующих полимерную цепь — все метильные группы полимера направлены в одну сторону. Механизм такой упорядоченной полимеризации, в результате которой образуются изотактическне полимеры, в настоящее время еще недостаточно ясен не исключено, что при этом осуществляется ориентированный перенос молекул мономера к растущей цепи, обусловленный тем, что и мономеры, и растущая цепь связаны при этом с атомом титана. [c.295]

Силы взаимодействия между базисными плоскостями малы и являются ван-дер-ваальсовыми. Энергия связи между плоскостями составляет от 4,2 до 18,2 кДж/моль- а расстояние 0,3354 нм. Вследствие малости сил связи между базисными плоскостями последние могут являться главными плоскостями сдвига, и по ним возможны расслоения и расколы кристаллитов. При этом образуются двойники типа срастания с осью, параллельной гексагональной оси с [7]. Двойникование монокристаллов, по мнению авторов указанной работы, в ряде случаев неправильно отождествляются со структурой третьей кристаллической формы углерода — карбина. [c.13]

Атомы некоторых элементов, а также многоатомные соединения могут внедряться в графит и образовывать слоистые соединения. Наиболее изучены слоистые соединения щелочных металлов [84]. Как правило, они получаются нагревом графита и соответствующего щелочного металла до температуры, отвечающей определенному давлению паров металла. Считается, что могут образовываться слоистые соединения определенного состава. Такой вывод делается из рассмотрения кривых зависимости состава слоистого соединения от температуры его получения. Эти кривые имеют вид изотерм сорбции, причем каждой ступеньке соответствует слоистое соединение определенного состава (рис. 55). Соотношение между углеродом и металлом имеет дискретные значения, которые для щелочных металлов составляют С Мё, С Ме, СзвЛ е, С Ме, С,(,(,Ме, что отвечает расположению слоя атомов металла через один слой углерода, два и т.д. соответственно. Такие соотношения характерны при применении для синтеза слоистых соединений достаточно совершенных кристаллических форм углерода. Наличие дефектов структуры в реальных материалах может приводить к образованию соединений, отличающихся составом от приведенных. [c.137]

В элементарном состоянии углерод встречается в природе в двух аллотропных формах алмаз — одно из самых твердых веществ, — часто образующий красивые прозрачные сверкающие кристаллы, используемые в качестве украшений, и графит —мягкое черное кристаллическое вещество, находящее применение в качестве сухой смазки и при производстве графитов для карандашей. Борт (алмазные осколки) и черный алмаз ( карбонадо ) представляют собой несовершенные кристаллические формы алмаза, которым не свойственна спайность, характерная для кристаллов алмаза. Они обладают несколько меньшей плотностью, нежели кристаллический алмаз, и отличаются от него более высокой прочностью и несколько большей твердостью. Их применяют при изготовлении алмазных сверл и пил, а также других режущих и шлифовальных устройств. Алмазы находят применение и в других областях именно благодаря своей высокой твердости. Так, алмазы с просверленными в них отверстиями используют для вытягивания проволоки. Древесный уголь, кокс и газовая сажа состоят из микрокри- [c.173]

Наиболее распространенным сплавом железа является углеродистая сталь. На рис. 25.6 представлена фазовая диаграмма системы железо — углерод. Для обсуждения технологии изготовления стали рассматривают лишь ту часть фазовой диаграммы, которой соответствует высокое содержание железа стали с высоким содержанием углерода не представляют большого практического интереса. Разнообразие свойств железоуглеродных сплавов определяется различной растворимостью углерода в двух кристаллических формах железа (альфа- и гамма-железе), а также образованием соединения железа с углеродом РсзС, называемого цементитом. Составу цемен- [c.449]

Переходные формы углерода, в том числе сажи и углеродные волокна, в отличие от основных кристаллических форм (алмаза и фафита) имеют более сложное строение, что связано с различной природой поверхностных атомов углерода сажецых частиц, находящихся в разных гибридных состояниях. Краевые атомы в кристаллитах сажи, как и в кристалле фафита, имеют менее фех соседей, т.е. их валентности насыщены не полностью. Они насыщаются водородом или углеводородными радикалами, образовавшимися в процессе получения сажи. Сажа содержит помимо углерода также водород, серу, кислород и минеральные вещества. Водород и кислород входят в состав различных химических фупп поверхностного слоя, определяющих его химические свойства. Физико-химическими методами анализа установлено существование на поверхности саж как кислотных,так и основных фупп. [c.14]

Нефтяной кокс - это собирательное название для продуктов глубокой переработки нефти - твердых веществ состоящих в основном из углерода (около 90% масс.) [32]. На сегодняшний день ученые пришли к пониманию того, что структура углеродного вещества неисчерпаемо разнообразна [104], а доминантой ее является технология получения углеродосодержащего материала это может быть аморфный углерод в виде лент, скрученных стержней участки графитовой упаковки участки с упаковкой, близкой к алмазу, и т.д. И хотя тенденция объединять все многообразие неалмазных полимерных форм углерода под определением графитов сохранилось до сих пор, опыт указывает на существование невообразимо большего множества кристаллических форм углерода. На сегодняшний день бесспорным является тот факт, что кристаллические графиты и алмазы являются лишь некоторыми из форм существования полимерного углерода. Так, например, известно о существовании кристаллического карбина, содержащего углеродные цепочки между узлами разветвления [104]. [c.58]

В принципе возможные тииы молекулярной или кристаллической структуры, состоящей нз заданного числа атомов, следовало бы выводить, исходя из известных требований образования химических связен, что позволило бы сопоставить реально наблюдаемые структуры со всеми мыслимыми (с точки зрения геометрии и топологии) вплоть до некоторого заранее установленного предела сложности, ибо очень важно знать, почему те пли иные принципиально возможные структуры никогда не встречаются в молекула.х пли кристаллах. Систематические исследования возможных структурных типов ис многочисленны в этой и следующей главах мы рассмотрим наиболее существенные элементы структурной геометрии — простейшие системы связанных точек и плотнейшие упаковки равных сфер. Зиаиие возможных типов трехмерных сеток уже проливает некоторый свет на вопросы такого, нанример, характера почему алмаз представляет собой систему колец из 6 атомов углерода и почему некоторые кристаллические формы В2О3 и Р2О5 состоят из колец, включаюш,их 10 атомов В (или Р) и [c.81]

По характеру свойств УУКМ относится к композитам с керамической матрицей, но отличается способом получения Армирующая часть углерод-углеродного композита находится в частично кристаллической форме графита, матричная часть обьино аморфна. В отличие от большинства композитов с керамической матрицей при высоких температурах этот материал подвержен окислению. Чтобы предохранить его от окисления, на поверхность обьино наносят тонкий слой керамики. [c.162]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология