Уникальность углерода

Силоксановые каучуки занимают особое место среди других каучуков общего и специального назначения. Это единственные из выпускаемых в настоящее время в промышленном масштабе эластомеров, не содержащие атомов углерода в главных цепях молекул. Несмотря на высокую стоимость полисилоксанов по сравнению с другими каучуками специального назначения (кроме фторкаучуков), их производство быстро растет в большинстве промышленно развитых стран. Это обусловлено их уникальными свойствами, вал нейшими из которых являются сохранение эластичности в наиболее широком по сравнению со всеми другими эластомерами интервале температур и биологическая инертность. [c.462]

На основе пеков и синтетических волокон во второй половине 20-го столетия также созданы волокнистые углеродные материалы, которые позволили создать уникальные по свойствам композиционные материалы с полимерной, углеродной и металлической матрицами, т.е. материалы, определившие прогресс в авиа- и ракетостроении. Широко применяются также углеродные нетканые материалы, вязаные структуры, а также композиты класса углерод-углерод, углерод-карбид, углерод-металл с различными схемами армирования. [c.3]

Уникальность углерода состоит в том, что это единственный элемент в периодической системе, обладающий совокупностью свойств, которая обеспечивает возможность существования столь большого (несколько миллионов) числа соединений. [c.174]

Общеизвестно, что уникальность углерода состоит в сочетании двух свойств его четырехвалентности и способности образовывать прочные связи как с другими атомами углерода, так и с атомами многих других элементов. Именно поэтому число возможных органических соединений оказывается бесконечно большим, в строгом смысле этого слова. [c.50]

Одна из причин того, что столь обширная область химии базируется всего лишь на одном элементе, заключается в значительной прочности связи углерод — углерод, в результате чего становится возможным образование длинных цепей соединенных между собой углеродных атомов. Однако этого еще недостаточно для того, чтобы именно данный элемент дал начало единственной в своем роде и разнообразной области химии, поскольку атомы многих других элементов, например бора, кремния, фосфора и др., также образуют прочные цепи из атомов этих элементов (в элементарном состоянии). Уникальность углерода обусловлена в значительной степени тем обстоятельством, что образуемые им углерод-углеродные связи прочны и в тех случаях, когда атомы углерода одновременно связаны с другими элементами. Действительно, в то время как приведенные ниже углерод-водородные и углерод-фторные соединения высоко стабильны и в химическом отношении относительно мало реакционноснособны, соответствующие производные бора, кремния, фосфора и т. д. либо не могут быть получены, либо являются крайне реакционноснособными веществами. [c.14]

Известно около миллиона органических соединений. Каждый год описывается несколько тысяч новых веществ. Почему же углерод составляет основу такого большого количества соединений Его способность образовывать четыре ковалентные связи сама по себе не дает такого объяснения. Кремний и свинец также обладают этим свойством. Уникальность углерода кроется в том, что только он один среди элементов может с успехом связываться с такими же атомами углерода, как и он сам, образуя длинные цепи. Ядро одного атома углерода может связаться ковалентно с ядром другого атома углерода, а ядро этого атома в свою очередь с третьим, третье со следующим и т. д., теоретически неограниченное число раз. Такое связывание друг с другом, например, 16 ядер углерода в углеродную цепь может быть представлено так, как показано на фиг. 50. [c.164]

Таким образом, углерод обладает удачным сочетанием свойств его небольшие атомы с таким же числом валентных электронов, как и число валентных орбиталей, образуют друг с другом связь настолько же прочную, как и связь с кислородом. Авторы научно-фантастических романов долгое время описывали воображаемую, совсем непохожую на обычную, внеземную жизнь, основанную на неводной химии и элементе, отличном от углерода. Их излюбленным элементом был кремний, и они заселяли Марс чудовищами, тела которых подобны силиконовой замазке, а пища состоит из камней. Но чем больше становится известно о роли соединений углерода в земных живых организмах, тем труднее представить себе, что соединения кремния способны выполнять даже отдаленно напоминающую роль. Углерод обладает уникальными свойствами, которые не могут дублироваться ни одним другим известным элементом. [c.282]

Атом углерода, имеющий во внешней оболочке 4 электрона, отличается от других атомов постоянной валентностью, так как он не вносит в электронную структуру молекулы ни неподеленных пар электронбв, йи вакантных низколежащих орбиталей. Поэтому молекулы его соединений не способны к образованию донорно-акцепторных связей с другими молекулами через атом углерода В то же время между атомами С могут возникать прочные связи, так как малые размеры электронной оболочки благоприятствуют хорошему перекрыванию атомных орбита-лей углерода. Благодаря этому углерод обладает уникальной способностью образовывать из одинаковых атомов длинные цепочки, составляющие углеродный скелет бесчисленных молекул органических веществ. Указанные свойства углеродного атома привели к выделению химии его соединений в особую науку — органическую химию. Рассмотрим особенности строения молекул и электронной структуры некоторых родоначальников важнейших классов органических соединений. [c.204]

Между атомами С могут возникать прочные связи, так как малые размеры электронной оболочки благоприятствуют хорошему перекрыванию атомных орбиталей соседних атомов углерода. Благодаря этому углерод обладает уникальной способностью образовывать из одинаковых атомов длинные цепочки, составляющие углеродный скелет бесчисленных молекул органических веществ. [c.105]

Свойства серебра. Серебро — уникальный катализатор окисления этилена. Все катализаторы, практически используемые для этой реакции, основаны на серебре. Серебро — лучший среди проводников электричества (его электропроводность составляет 1,67 мкОм/см) и лучший после алмаза проводник тепла с теплопроводностью 4,29 Вт/(см-К). Данные об адсорбции на чистом металлическом серебре этилена, окиси этилена, воды и диоксида углерода противоречивы, так как очень трудно получить чистую поверхность серебра, но можно утверждать, что ни одно из этих соединений не адсорбируется на серебре достаточно хорошо. Окись этилена и в гораздо меньшей степени диоксид углерода могут адсорбироваться и затем быстро реагировать и разлагаться на поверхности серебра, загрязняя ее кислородсодержащими формами. Трудность, сопряженная с получением чистых и воспроизводимых поверхностей, показана в работе [20] и других. [c.226]

Углерод и материалы на его основе обладают уникальным комплексом ценных свойств, что обусловило их широкое применение практически во всех отраслях современной техники. [c.25]

Такой широкий спектр применения углерода в виде дисперсной среды или компакта, плазменной и газообразной среды обусловлен уникальными свойствами этого материала. Так, диапазон твердости углеродных материалов находится в пределах от самого твердого (алмаз) до одного из самых мягких (карандашный графит). [c.100]

И, наконец, из пиролитического графита были созданы уникальные сопловые вкладыши для ракет-снарядов залпового огня, разрабатываемых в Коломне главным конструктором Непобедимым. В частности, это системы Точка и Игла , а также Стре-ла-2М . Уникальность вкладышей заключалась в том, что их внешняя оболочка из цилиндра пиролитического углерода обладает свойствами теплоизолятора и его можно компоновать с металлическими деталями, а критическое сечение, в котором слои пироуглерода располагались перпендикулярно тепловому потоку, имели теплопроводность в тысячу раз выше, что способствовало необходимому отводу тепла от наиболее теплонапряженной зоны. [c.118]

В конце 50 — начале 60-х годов были разработаны промышленные технологии получения высокопрочных углеродных волокон и тканей, нетканых волокнистых материалов, гибких углеродных проводников с широким диапазоном электросопротивления. Они нашли применение в объектах вооружения, для тепловой защиты вакуумных электрических печей, для электродов химических источников тока, фильтрующих сред. Разработаны и выпускаются углепластики с особыми механическими свойствами, и постоянно возрастает объем их применения в самолетостроении, ракетной технике, в изготовлении спортивного инвентаря, в производстве химических источников тока. В перспективе следует ожидать их использования в автомобилестроении, в качестве несущих элементов строительных конструкций. Ограничениями в их применении являются остающаяся пока высокой стоимость и трудности механизации и автоматизации производства изделий из углепластиков. Дальнейшее развитие выпуска этих материалов реализуется в системе углерод-углерод, сочетающей уникальные механические и теплофизические характеристики. [c.15]

Важное значение имеет химическое соединение кремния и углерода — Si (карборунд). Ширина запрещенной зоны 2,86 эв. Поэтому этот полупроводник может быть использован в условиях высоких температур при 500—700° свойства его улучшаются. Отличается уникальным сочетанием механических, термических и химических свойств. При введении примесей элементов V группы (Р, As, Sb, Bi) проявляет электронную проводимость, а примеси элементов II и III групп (Mg, Са, -В, А1, Ga, Jn) сообщают карборунду дырочную проводимость. Донорные примеси сообщают полупроводнику зеленоватый цвет, а акцепторные — сине-черный. [c.458]

Оригинально и увлекательно написана большая глава об особой роли углерода в химии. Традиционному изложению основ органической химии и начал биохимии предшествует рассмотрение уникальной способности углерода к образованию бесконечного множества устойчивых структур вместе с тем показано, что даже ближайшие к углероду элементы в периодической системе не обладают такими свойствами. Авторы интересно рассказывают о строенип и механизме действия ферментов. Но особенно увлекателен (хотя и не прост) материал об эволюции усвоения энергии живыми системами (от анаэробной ферментации к фотосинтезу и далее к кислородному дыханию). [c.7]

Существенно различие в способности элементов главных и дополнительных подгрупп образовать цепи. Уникальным в этом отношении среди р-элементов является углерод, который образует цепи практически неограниченной длины. [c.110]

Среди неорганических соединений углерода уникальными по составу и строению являются азотсодержащие производные. [c.459]

Химия углерода уникальна органическими, в том числе высокомолекулярными соединениями, а также специфическими азотсодержащими соединениями. Специфика химии кремния в устойчивости связей Si—О—Si, лежащих в основе разнообразных по составу и строению природных силикатов. [c.472]

Четвертая группа периодической системы включает два типических элемента — углерод и кремний — и подгруппы германия и титана. По значимости тех элементов, которые входят в состав IV группы, с ней не может сравниться никакая другая группа системы. Углерод является основой органической химии, главным органогенным элементом, следовательно, необходимым компонентом организма всех живых существ. Второй типический элемент группы — кремний — главный элемент неорганической химии и всей неживой природы. По целому ряду экстремальных свойств титан и сплавы на его основе являются уникальными конструкционными материалами, которые широко применяются в авиа- и судостроении, космической технике. Еще в большей мере титан — металл будущего. Со времени создания первого твердотельного транзистора на германии (1948), произведшего целую революцию в радиоэлектронике, в течение 10 лет германий оставался доминирующим полупроводниковым материалом, уступив первое место опять же представителю IV группы — кремнию. В настоящее время интегральные схемы на основе кремния являются основой компьютеров, микропроцессоров, логических устройств и т. п., без чего нельзя представить себе современную научно-техническую революцию. [c.179]

Свойства и получение. Атом углерода в валентном состоя-ВИИ s 2spxPgPz имеет четыре, неспаренных электрона и во внешнем электронном слое отсутствуют как свободные квантовые ячейки, так и неподеленные электронные пары (только для одного элемента, кроме углерода,— водорода характерно состояние атома, имеющее з ти особенности). Такое электронное строение атома и расположение углерода посередине шкалы электроотрицательностей обусловливают уникальные свойства данного элемента, благодаря которым существует огромное многообразие органических соединений. [c.352]

Более 20% разведанных нефтегазовых месторождений России содержат сероводород и двуокись углерода. ОНГКМ, открытое в 1966 г., является уникальным по своим физическим параметрам (высокое пластовое давление, составлявшее в начале эксплуатации 20,6 МПа пластовая температура до 369 К и т. д.) и по содержанию в составе продукции таких агрессивных компонентов, как сероводород и углекислый газ. Промьшг-ленная эксплуатация месторождения началась в марте 1974 г., а к 1979 г. были введены в действие одиннадцать проектных установок комплексной подготовки газа (УКПГ). Максимальный объем добычи (48,72 млрд. м ) был достигнут в 1981 г. при добывающем фонде в 437 скважин. [c.8]

Имаотся и другие основания. Например, наличие специфических свойств - они горят, образуют живую материю, используются ею и т.д. Громадное же число органических соединений заставляет предполагать наличие у углерода и водорода каких-то уникальных особенностей. И они есть. Из всех элементов периодической системы только у углерода и водорода на всех валентных орбиталях находится по одрому вален-таому электрону. Это позволяет им легко образовьшать устойчивые в условиях нашей планеты химические связи. [c.12]

Материалы на основе углерода занимают особое место в различных отраслях народного хозяйства благодаря сочетанию жаропрочности, механической прочности при высоких температурах, химической стойкости в агрессивных средах, фрикционным, антифрикционным, электрическим свойствам. Это единственные в природе вещества, способные увеличивать свою гфочность с возрастанием темнера туры. Сочетание прочности стали с легкостью пластмасс, непревзойденная жаростойкость, биологическая совместимость с живой материей (искусственный клапан сердца, протезы суставов и костей) все это позволяет создавать на основе углеродных материалов уникальные детали сложнейшей конфигурации, область применения которых простирается от медицины до космоса. [c.5]

Свойства УУКМ изменяются в широком диапазоне. Прочность карбонизованного УУКМ пропорциональна плотности. Графитация карбонизованного УУКМ повышает его прочность. Прочность УУКМ на основе высокопрочных УВ выше прочности КМ на основе высокомодульных УВ, полученных при различных температурах обработки. К уникальным свойствам УУКМ относится высокая температуростойкость в инертных и восстановительных средах. По способности сохранять форму и физико-механические свойства в этих средах УУКМ превосходит известные конструкционные материалы. Некоторые УУКМ, особенно полученные карбонизацией углепластика на основе органических полимеров, характеризуются увеличением прочности с повышением температуры эксплуатации от 20 до 2700 С. При температурах выше 3000°С УУКМ работоспособны в течение короткого времени, так как начинается интенсивная сублимация графита. Чем совершенней кристаллическая структура графита, тем при более высокой температуре и с меньшей скоростью происходят термодеструктивные процессы. Свойства УУКМ изменяются на воздутсе при длительном воздействии относительно невысоких температур. Так, при 400 - 650°С в воздушной среде происходит окисление УУКМ и, как следствие, быстрое снижение прочности в результате нарастания пористости. Окисление матрицы опережает окисление УВ, если последние имеют более совершенную структуру углерода. Скорость окисления УУКМ снижается с повышением температуры их получения и уменьшением числа дефектов. Эффективно предотвращает окисление УУКМ пропитка их кремнийорганическими соединениями из-за образования карбида и оксида кремния. [c.92]

Одной из важнейших задач современной физики твердого тела является поиск новых конструкционных и специальных функциональных материалов, к каковым относятся различные углеродные матфиалы, широко используемые в технике и промышленности. Эффективным методом получения новых структур различных материалов с требуемыми свойствами является обработка их высоким статическим давлением и температурой в сочетании с большими сдвиговыми деформациями, а также методы динамических давлений. Углеродные системы отличаются очень большим разнообразием структур благодаря возможности различных типов межатомных связей. Помимо традиционных структур типа графита и алмаза в последние десять лет активно исследуются новые аллотропные формы углерода - фуллерены, нанотрубки, онионы и т.п. Они обладают рядом уникальных свойств, в том числе способностью к формированию новых кристаллических и аморфных структур с уникальными механическими характеристиками. [c.20]

Фуллерены С60 являются аллотропной формой чистого углерода со сферической молекулярной структурой в отличие от полимерных сеток алмаза и графита. В настоящее время известны многочисленные свойства фуллерена С60, многие из которых являются уникальными. Среди практически перспективных путей промышленного применения фуллеренов можно отметить синтез различных водорастворимых соединений С60, обладающих ценными фармакологическими свойствами синтез фуллеренпривитых полимеров, являющихся высококачественными смазочными и антифрикционными материалами. Процессы синтеза данных соединений осуществляют в растворах с использованием различных органических растворителей. Для выбора оптимальных условий синтеза, проводимого в растворах, приводящего к максимальным выходам целевого продукта химической реакции, а также для проведения процессов с максимальной скоростью и минимальными материальными и энергетическими затратами, необходимо знать особенности поведения фуллерена С60 в растворах различных растворителей и взаимодействие его с растворителем. Данные по структуре и фазообразованию фуллерена С60 в растворах отсутствуют. Кроме того, свойство растворимости фуллеренов в органических растворителях широко используют в процессах выделения их из фуллеренсодержащей сажи на стадии синтеза и разделения различных видов фуллеренов. Актуальность исследований свойств растворенного фуллерена С60 имеет также фундаментальный аспект, связанный с необычной структурой данной молекулы, являющейся объемным аналогом ароматических соединений с высокой плотностью я-электронов, находящихся в сферическом пространстве фуллерена. [c.6]

Получаемый по этим спосооам углерод обладает рядом уникальных свойств наличие ыавро-и микроструктуры, дрисутствие мелко диспергированного металла, высокоразвитой поверхностью, различной степенью графитируемости. Недостатками этих процессов являются высокая энергоемкость, использоваше в технологии относительно дорогих реагентов, токсичноса ь используемых и образующихся газообразных продуктов. [c.27]

В двенадцатой пятилетке МЭЗ, как и другие заводы, начинал ощущать приближение крутого перелома, но в первые три года объем производства уникальных материалов для новейших отраслей техники, а у нас в стране это были уже только оборонная и авиакосмическая, продолжал расти. Был освоен выпуск новых типов углерод-углеродных материалов Грауриса , Карбоксилара , материала наконечников новых скоростных ракет марки 4КМСЛ. О возможностях последнего материала — трехмерно армированного из углеродного волокна, связанного и уплотненного исковым коксом путем термообработки при больших давлениях и температуре, будет рассказано при изложении истории развития НИИграфита. Его производство было организовано взамен ана- [c.170]

Сочетание атомов углерода разных гибридных состояний в единой полимерной структуре порождает множество аморфных форм углерода. Типичным примером аморфного углерода является так называемый стеклоуглерод. В нем беспорядочно связаны между собой структурные фрагменты алмаза, графита и карбина. Его получают термическим разложением некоторых углеродистых веществ. Стеклоуглерод — новый конструкционный материал с уникальными свойствами, не присущими обычным модификациям углерода. Стеклоуглерод тугоплавок (остается в твердом состоянии вплоть до 3700°С), по сравнению с большинством других тугоплавких материалов имеет небольшую плотность (до 1,5 г см ), обладает высокой механической прочностью, электропроводен. Стеклоуглерод весьма устойчив во многих агрессивных средах (расплавленных щелочах и солях, кислотах, окислителях и др.). Изделия из стеклоуглерода самой различной формы (трубки, цилиндры, стаканы и пр.) получают при непосредственном термическом разложении исходных углеродистых веществ, в соответствующих формах или прессованием стеклоуглерода. Уникальные свойства стеклоуглерода позволяют использовать его в атомной энергетике, электрохимических производствах, для изготовления аппаратуры для особо агрессивных сред. Стекловидное углеродистое волокно, обладая низким удельным весом, высокой прочностью на разрыв и повышенной термостойкостью, может найти применение в космонавтике, авиации и других областях. [c.450]

Если в основе громадного многообразия органических соединений жийой природы лежит специфическая и уникальная способность атомов углерода соединяться между собой в длинные, линейные, разветвленные и циклические цепи, то основу многообразия минеральных соединений земной коры следует искаТ 1 в способности атомов кремния йбразовывать прочные линейные, кольчатые, ленточные, плоские и объемные структуры из звеньев так называемой силоксановой цепи [c.101]

Стеклоуглерод — пример существования углерода в аморфной форме. Он также получается термическим разложением углеродистых соединенин. Обладает уникальными свойствами большой механической прочностью, малой плотностью, электрической проводимостью, тугоплавкостью и устойчивостью к агрессивным средам. Поэтому используется для изготовления аппаратуры для сильно агрессивных сред. [c.129]