Серое олово (ИЗ) Алмаз и графит

По способности проводить электрический ток вещества делятся на проводники, полупроводники и изоляторы (диэлектрики). Такое деление довольно условно. Нет веществ, абсолютно не способных проводить электрический ток, и иногда трудно отнести вещество к тому или иному классу. Электропроводимость зависит от температуры, давления, чистоты вещества (содержание примесей), кристаллической структуры (ср., например, алмаз и графит, белое и серое олово), характера химических связей и других факторов. [c.179]

При повышении давления равновесия смещаются в сторону образования веществ, обладающих меньшим объемом, т. е. в состояние с большей плотностью, что большей частью сопровождается увеличением их твердости. Повышение давления вызывает эффекты, в некоторых отношениях обратные тем, которые наблюдаются при повышении температуры. Так, при повышении температуры увеличивается объем, а при повышении давления он уменьшается при повышении температуры возрастает энтропия, а при повышении давления обычно она уменьшается. Часто наблюдается, что переход в форму устойчивую при более высоком давлении повышает металличность и степень симметрии кристалла. В области высоких давлений часто наблюдается переход веществ в такие кристаллические формы, которые не устойчивы или даже не существуют при обычных давлениях. Так, лед при высоком давлении, начиная примерно с 2000 атм, может существовать (в зависимости от сочетания температуры и давления) в нескольких различных кристаллических формах, не существующих при обычных давлениях. Все эти формы обладают большей плотностью, чем обычный лед. Например, плотность льда VI почти в полтора раза больше плотности обычного льда. Подобно этому желтый фосфор, обладающий в обычных условиях плотностью 1,82 г/сл1 , переходит- при высоких давлениях в черный фосфор с плотностью 2,70 г/сж серое олово (а = 8п, структура алмаза, плотность 5,75 з/с ), являющееся неметаллическим веществом, переходит в белое металлическое олово (Р=8п, тетрагональная структура, плотность 7,28 г/слг ) желтый мышьяк (плотность 2,0 г/см ) переходит в металлическую модификацию с плотностью 5,73 г/б .и . При высоких давлениях алмаз ( = 3,51 г/см ) становится более устойчивой формой, чем графит ( = 2,25 г/см ), хотя при обычных давлениях эти соотношения обратны. [c.241]

Алмаз и серое олово обладают трехмерной решеткой со связями ковалентного типа, расположенными в тетраэдрической ориентации. Графит со своими двумерными слоями атомов и белое олово с металлической упаковкой атомов представляют собой менее упорядоченные структуры, чем обе указанные выше алмазоподобные структуры, и поэтому их энтропии соответственно выше. [c.63]

К атомным простейшим кристаллическим решеткам, в узлах которых размещаются атомы, ковалентно связанные между собой, относятся алмаз, графит, кремний, германий, а-олово (серая модификация) и др. Взаимная ориентация атомов у них опреде- [c.135]

Специальные названия используются лишь для некоторых простых веществ алмаз, графит и карбин — полиморфные модификации элемента углерод, озон Оз, белый фосфор Р4 (аналогично строятся другие названия по окраске, например, красный фосфор, белое олово, серый селен). [c.188]

Превращения с изменением типа связи. Если кристаллографические превращения связаны с ясно выраженным изменением характера связи, их следует выделить в от-, дельную группу. Например, между атомами углерода в алмазе имеет ме- сто чисто гомеополярная связь, в то время как в графите появляется высокая доля металлической связи. Олово ниже температуры превращения 18° С имеет неметаллическую модификацию (серое олово), а выше этой температуры металлическую форму (белое олово). Превращения подобного рода протекают обычно очень медленно. [c.166]

Связь периодичности с размерами атомов и ионов известна с давнего времени. Еще Лотар Мейер представил кривую периодичности атомных объемов, показанную на рис. 3-2. Она, кстати, принесла ему большую славу, чем его периодическая таблица, построенная на основе физических свойств элементов в свободном виде. Таким образом, атомный объем, определяемый простым делением массы моля атомов (в граммах) на плотность, изменяется периодически с изменением атомного веса элементов, и это тем более удивительно, что плотность элемента в свободном виде является функцией таких факторов, как физическое состояние, аллотропия, температура и вид кристаллической структуры. Например, при расчете атомного объема олова может возникнуть вопрос, какое значение плотности [7, 31 (белая форма) или 5,75 (серая форма) ] использовать. Аналогично обстоит дело и с углеродом 3,51 (алмаз) или 2,25 (графит)]. Именно поэтому размеры атомов или ионов сейчас рассматривают в единицах их радиусов. [c.107]

П.м, по структуре делятся на кристаллич,, твердые аморфные и жидкие. Наиб, практич, применение находят неорг. кристаллические П.м., к-рые по хим. составу разделяются на след. осн. группы. Элементарные полупроводники Ge, Si, углерод (алмаз и графит). В, a-Sn (серое олово). Те, Se. Важнейшие представители этой группы-Ое и Si имеют кристаллич, решетку типа алмаза (алмазоподобны). Являются непрямозонными полупроводниками образуют между собой непрерывный ряд твердых р-ров, также обладающих полупроводниковыми св-вами. [c.58]

К этой группе полупроводников относятся алмаз, графит, кремний, германий, серое олово (а-5п) и система твердых растворов германия и кремния. Все эти вещества кристаллизуются в структуры типа алмаза. [c.238]

В стандартных условиях алмаз метастабилен в отношении перехода в графит полупроводник — серое олово — метастабилен в отношении перехода в белое олово. [c.179]

Термодинамически устойчивым состоянием простого вещества, существующего при Т - 298 К в твердом виде, считают его чистый кристалл под давлением 1 атм - 101 325 Па. Если простое вещество может существовать при 298 К в двух и более аллотропных формах, термодинамически стабильным состоянием будет его наиболее устойчивая форма. Так, термодинамически устойчивым состоянием углерода будет графит, а не алмаз, у серы — ромбическая сера, а не моноклинная. Исключение составляют только. фосфор и олово их термодинамически устойчивым состоянием считают белый фосфор и белое олово, а не черный фосфор и серое олово, труднодоступные стабильные модификации. [c.121]

Превращения с изменением химической связи. Этот тип превращений выделен в самостоятельную группу, поскольку они сопровождаются не только кристаллографическими изменениями, но и существенным изменением состояния электронных систем. Примером может служить переход алмаза с чисто ковалентной связью атомов С в графит, имеющий значительную долю металлической связи. Белое олово (металлическая форма) при охлаждении способно переходить в серое олово с ковалентной структурой. Как правило, твердофазные превращения с изменением химической связи совершаются очень медленно, но известны и исключения (селен). [c.144]

Аллотропия. Под старым понятием аллотропические формы (Берцелиус, 1841) подразумеваются различные молекулярные или кристаллические формы элемента, например кислород О2 и озон Оз, алмаз и графит, белый фосфор и красный фосфор, белое олово и серое олово. Для всех кристаллических элементов в твердом состоянии аллотропия отождествляется с полиморфизмом, но последний термин более точен. [c.132]

Эти превращения сопровождаются коренным изменением характера связей, например от металлической к неметаллической, как в случаях превращений алмаз графит и белое олово серое олово, или от водородной связи к вандерваальсовому взаимодействию в некоторых органических соединениях. [c.427]

Температура перехода, при которой обе формы находятся в равновесии, равна 13,2°. Эти две формы различаются между собой первичной координацией и, очевидно, характером межатомных связей, поэтому, как и в случае углерода, следует ожидать, что переход должен происходить медленно. Однако наблюдать это превращение не так трудно, как переход алмаза в графит хотя различие энергий между двумя формами олова примерно такое же, как и у двух форм углерода, но предполагают, что энергетический барьер не так велик. Большая разница в плотностях приводит к значительному объемному сжатию при переходе от серого олова к белому и значительному расширению при обратном превращении. Так как кристалл одной из форм по мере протекания превращения крошится, то определить изменения объема и исследовать относительные ориентации в этих двух формах до и после перехода, не удается. [c.142]

Обратимое превращение двух полиморфных модификаций друг в друга называется энантиотропным. Энантиотропное превращение совершается при определенном давлении и температуре. Для энантиотропного превращения ДС° = 0. Если полиморфное превращение необратимо и одна из модификаций вещества во всем интервале температур, начиная от абсолютного нуля, термодинамически неустойчива, то такое превращение называют монотропным. Превращение белого олова в серое — пример энантиотропного превращения, а алмаза в графит — монотропного перехода. [c.223]

Существенное значение для классификации по электропроводности имеет не только природа элемента, но и фор.ма кристаллической решетки, которую он образует. Так, С-алмаз — типичный диэлектрик, С-графит — полупроводник белое олово — металл, серое — полупроводник. Заметим, что классификация имеет в виду только твердое состояние. Например, германий — типичный полупроводник в твердом состоянии, в расплавленном обнаруживает металлическую проводимость. В газообразном состоянии металлы — диэлектрики. Однако основное различие веществ с точки зрения их физических свойств заключается не в величине электропроводности, а в ее характере. Теория электропроводности полупроводников изучается в курсах физики и специальных дисциплин, так что мы ограничимся лишь рассмотрением главным образом химической стороны вопроса. [c.265]

Полиморфизм элементов называют аллотропией. Типичными примерами могут служить модификации серы (ромбическая а-сера, моноклинная р-сера и др.), две кристаллические формы углерода (графит и алмаз), три модификации фосфора (желтый, красный и черный), две разновидности олова (белое и серое) и др. [c.35]

В табл. 5 даны важнейшие свойства гомоцепных полимеров этих элементов [5], в нее включены как линейные, так и пространственные полимеры. Линейными полимерами являются полимерные сера, селен и теллур, а также карбин и многочисленные производные и гомологи полиэтилена пространственными — полимерные бор, углерод, кремний, германий, олово, фосфор и мышьяк. Пространственные полимеры таких элементов, как бор, углерод, кремний и германий, получаются в процессе их образования, причем в зависимости от условий выделения элемента образуется та или иная форма. Так, например, в случае углерода при применении высоких давлений и высоких температур образуется алмаз если же выделение углерода происходит в условиях, более мягких при низких давлениях, то получается уже графит или карбин. Алмаз имеет пространственную структуру (рис. 8), графит — плоскостную (рис. 9), а карбин—линейную (рис. 10). [c.30]

NO2, IO2, Оз, растворы многих соединений d- и /-элементов. Парамагнитны алюминий, калий, олово, платина и др. Диамагнитны при обычных условиях (Ллл газообразные Нз, N2, Аг, СО2, жидкие вода, бензол, спирты, твердые К,С1, Na l, алмаз, графит, сера, фосфор, висмут, полиэтилен и пр. [c.188]

По химическому составу полупроводники весьма разнообразны. К ним относятся элементарные вещества, как, например, бор, графит, кремний, германий, мышьяк, сурьма, селен, а также многие оксиды ( uaO, ZnO), сульфиды (PbS), соединения с индием (InSb) и т. д. и многие соединения, состоящие более чем из двух элементов. Известны и некоторые органические соединения обладающие полупроводниковыми свойствами. Таким образом, к полупроводникам относится очень большое число веществ. Обусловлены полупроводниковые свойства характером химической связи (ковалентным, или ковалентным с некоторой долей ионности), типом кристаллической решетки, размерами атомов, расстоянием между ними, их взаиморасположением. Если химические связи вещества носят преимущественно металлический характер, то его полупроводниковые свойства исключаются. Зависимость полупроводниковых свойств от типа решетки и от характера связи ясно видна на примере аллотропных модификаций углерода. Так, алмаз — типичный диэлектрик, а графит — полупроводник с положительным температурным коэффициентом электропроводности. То же у олова белое олово — металл, а его аллотропное видоизменение серое олово — полупроводник. Известны примеры с модификациями фосфора и серы. [c.298]

Если превращение комбинируется с изменением первичных координаций в структурах реагирующих фаз, мы можем вместе с Бюргером отнести ее к превращениям дилатационного типа, которые могут быть превращениями смещения, т. е. мгновенными, как переход P- s l (с координацией [МХе]) в a- s l (с координацией [ МХд]), или реконструктивными, как превращение арагонита в кальцит, протекающее очень медленно. Превращения с изменением типа связи не встречаются в силикатных системах, но они часто наблюдаются в элементах (графит — алмаз серое олово — белое олово) и в органических соединениях (переход от водородной связи к вандерваальсовским связям). [c.391]

Из различных аллотропных модификаций элелтента всегда какая-то одна больше отвечает металлоидной сущности этсл о элемента, какая-то другая — его металлической сущности Так, алмаз, белый фосфор, серое олово, желтый мышьяк более выражают металлоидную сущность углерода, фосфора, олова, мышьяка графит, черный фосфор, белое олово, серый мышьяк более соответствуют по свойствам их металлической сущности. [c.338]

В табл. I представлена расположенная в изоэлектронных рядах кристаллохимическая группа алмазоподобных полупроводников (простых и бинарных), все члены которой, за исключением антимонида бора, получены в индивидуальном состоянии. В графе А вместе с алмазом, кремнием, германием и серым оловом стоят гипотетические сплавы, аналогами которых являются соответствующие бинарные соединения. [c.10]

Из элементов IV группы, помимо кремния, к типичным полупроводникам относится германий. Углерод, его аллотропические видоизменения — алмаз и графит — также проявляют полупроводниковые свойства, хотя первый стоит ближе к изоляторам, а второй — к металлам. Электрофизические свойства третьей полиморфной модификации углерода — карбина — еще не изучены из-за очень малых размеров кристаллов. Из двух модификаций олова белое олово — металл, а серое олово — полупроводник. Свинец — только металл. Среди элементов V—VII групп полупроводниковые свойства проявляют некоторые модификации фосфора, мышьяка и сурьмы, а также сера, селен, теллур. [c.91]

В зависимости от внешних условий (температура, давление) некоторые вещества способны существовать в нескольких состояниях с различной кристаллической структурой, называемых полиморфными модификациями. Так, графит и алмаз — полиморфные модификации углерода, серое и белое олово — модификации металлического олова, арагонит и кальцит — полиморфные модификации карбоната кальция СаСОз. [c.163]

Изменение свободной энергии АО при каком-либо процессе или при химической реакции, подобно тепловому эффекту, не зависит от того, через какие промежуточные стадии совершается превращение. Оно зависит лишь от свободных энергий начального и конечного состояний. Если бы значение АО при протекании процесса в одном направлении не было бы численно равно и обратно по знаку величине, относящейся к обратному процессу, то это означало бы возможность производства работы при постоянной температуре, запрещаемую вторым законом термодинамики. Поэтому так же, как при вычислении теплот реакций, можно пользоваться правилом, согласно которому изменение свободной энергии при каком-либо процессе равно разности между суммой свободных энергий образования продуктов реакции и суммой свободных энергий образования исходных веществ. В справочниках имеются данные, как и о теплотах образования, о стандартных изменениях свободной энергии при образовании соединений из элементов. Сведения даны для температуры 25° С (298 К) при условии, что давление всех газообразных участников реакции равно 1 ат. Так как элементы и соединения могут существовать в разных полиморфных состояниях (например, графит и алмаз, серое и белое олово, кремнезем в виде кварца, крйстобалита и тридимита), то в таблицах в качестве стандартных принимают состояния, устойчивые при 25° С. Изменения свободной энергии при образовании соедине- [c.68]

Примерами монотропных превращений могут служить переходы у-модификаций оксида алюминия и железа, имеющих высокодефектную структуру, в -модификацию типа корунда или алмаза в графит. Превращение белого олова в серое - типичный пример энан-тиотропного превращения. Разумеется, что монотропные модификации всегда метаста-бильны, т.е. термодинамически неустойчивы, но кинетически могут (алмаз) существовать неопределенно долго. Температура монотропных превращений не является константой и [c.630]