Кристаллическая структура алмаза

Рис. 14-18. В кристалле льда каждый атом кислорода связан водородными связями с двумя другими атомами кислорода (с использованием своих атомов водорода) и еще с двумя атомами кислорода (с использованием их атомов водорода). Координация атомов-тетраэдрическая, и структура напоминает кристаллическую структуру алмаза.

Рис. 52. Кристаллическая структура алмаза

Рис. 64. Кристаллические структуры алмаза

Рис. 30. Изображение кристаллической структуры алмаза п виде правильной системы точек (а) и тетраэдров (б)

Рис. 2.26. Элементарная ячейка кристаллической структуры алмаза.

Рис. 5.1. Элементарная ячейка кристаллической структуры алмаза — полиморфной модификации углерода [1]

Разная кристаллическая структура алмаза, графита и карбина обусловливает различие их физико-химических свойств. Алмаз химически очень стоек. На него действуют лишь фтор и кислород, в атмосфере которых при температуре выше 800 °С он сгорает с образованием тетрафторида и диоксида углерода. Графит менее стоек. В атмосфере кислорода он сравнительно легко горит с образованием диоксида углерода. Сажа и уголь — это разновидности графита, неупорядоче1Шые графитовые структуры. [c.287]

При помощи спичек и пластилина изготовьте модели кристаллических решеток алмаза и графита. Укажите характерные признаки кристаллических структур алмаза и графита. Обсудите анизотропию свойств этих кристаллических структур. Какое минимальное число данных нужно иметь, чтобы изготовить модели алмаза и графита [c.65]

Алмаз-, насыщенные органические соединения. Кристаллическая структура алмаза представляет собой первый пример правильного тетраэдрического расположения связей углерода. В этом кристалле каждый атом углерода соединен с четырьмя равноудаленными соседями, и соответственно способ образования связей, показанный на рис. 21.1, сохраняется во всем кристалле. Валентные углы и длины связей С—С (1,54 А) име- [c.7]

Кристаллические структуры, частицы которых соединяются друг с другом в результате обобществления электронных пар, относятся к совершенно иному типу твердых веществ, называемых ковалентными кристаллами. Силы взаимодействия между атомами в таких кристаллах аналогичны силам, действующим между атомами в ковалентных молекулах, как, например, СО2, ССЦ или КНз. Однако ковалентные кристаллы в отличие от молекул простираются на несравненно большие расстояния во всех трех измерениях, и поэтому говорят, что в них существует протяженный трехмерный каркас ковалентных связей между соседними атомами. Наиболее известным представителем ковалентных кристаллов является алмаз (рис. 10.16). В кристаллической структуре алмаза каждый атом углерода ковалентно связан с четырьмя соседними атомами углерода, располагающимися вокруг него в тетраэдрической конфигурации. Ориентация четырех возникающих в этом случае связей ничем не отличается от существующей в молекулах с простыми углерод-углеродными связями, поэтому весь кристалл алмаза можно рассматривать как одну молекулу. Поскольку протяженность системы углерод-углеродных связей в алмазе чрезвычайно велика, этот кристалл и подобные ему кристаллические ковалентно связанные вещества иногда называют гигантскими молекулами. [c.179]

Рентгеноструктурные исследования органических веществ явились прямым подтверждением основных правил стереохимии. Одни из первых результатов получены для кристаллических структур алмаза и графита. [c.357]

Мы видели, что кристаллическая структура алмаза определяется в значительной степени тетраэдрической гибридизацией орбиталей sp это подтверждается тем, что межатомное расстояние в алмазе 1,54 А почти такое же, как в молекуле этана и в более тяжелых углеводородах. Естественно связать тригональную гибридизацию, рассмотренную в гл. 9 для ароматических молекул, со структурой графита. Действительно, строение графита (рис. 11.5), где каждый слой образован из шестиугольников, сильно напоминает высокомолекулярные ароматические соединения. Расстояние между соседними плоскостями слоев, равное 3,35 А, настолько велико, что может быть объяснено лишь действием сил Ван-дер-Ваальса. В каждой из плоскостей имеется набор локализованных а-связей, образованных тригонально гибридизованными sp -орбиталями остальные электроны (которые мы называли подвижными при рассмотрении бензола в гл. 9) занимают МО типа двойных баллонов , простирающихся на всю плоскость. Такая структура еще ближе к металлической структуре. Действительно, графит проявляет небольшую электропроводность вдоль своих базисных плоскостей, но не поперек их. Точные расчеты показывают, что порядок связи С—С равен [c.329]

Практически единственным надежным методом испытания резцов на стойкость к износу является нарезание решеток. По данным опыта наблюдаются значительные различия по стойкости не только у разных экземпляров резцов, по и па различных участках лезвия одного резца. Последнее вытекает из представлений о свойствах кристаллической структуры алмаза. Вместе с тем иногда на резцах обнаруживаются аномально стойкие участки, которые могут исчезнуть при последующих переточках. В среднем более стойкими оказались резцы, заточенные по граням октаэдра, но полировка их очень сложна. Самые стойкие резцы для наиболее ответственных работ обычно отбираются опытным путем. [c.79]

Часто при описании строения органических соединений вместо длины связей приводят ковалентные радиусы атомов. Радиус атома угл,ерода (0,77 А) в ординарной связи равен половине межатомного расстояния в кристаллической структуре алмаза. При осуществлении промежуточных связей ковалентный радиус равен [c.346]

III. 6. 1. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА АЛМАЗА [c.78]

Найти структурный фактор базиса кристаллической структуры алмаза. [c.57]

В периодической системе нет резкой границы между элементами с металлической структурой и элементами с ковалентной каркасной структурой (рис. 14-8). Это видно из того, что кристаллы некоторых элементов обладают свойствами, промежуточными между проводниками и изоляторами. Кремний, германий и а-модификация олова (серое олово) обладают кристаллической структурой алмаза. Однако межзонная щель между заполненной и свободной зонами в этих кристаллах намного меньше, чем для углерода. Так, ширина щели для кремния составляет всего 105 кДж моль (Как мы уже знаем, для углерода она равна 502 кДж моль .) Для германия ширина межзонной щели еще меньше, 59кДж моль а для серого олова она лишь 7,5 кДж моль Ч Металлоиды кремний и германий называются полупроводниками. [c.631]

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]

Специфика углеродных наполнителей различных типов определяется двумя основными факторами строением остова частиц и зависящей от него хилшей поверхности. В частности, наличие в структуре частиц графита (а также частично сажи) ароматических циклов повышает реакционную способность поверхностных фупп, связанных с атомами углерода в этих циклах. Равноценностью всех атомов углерода в кристаллической структуре алмаза обусловлена одинаковая химическая активность функциональных фупп его поверхности . [c.16]

В некотором смысле альтернативным примером может служить адаман-тан (4). Этот углеводород, скелет которого представляет собой повторяющийся элемент кристаллической структуры алмаза, вплоть до 40-х годов XX столетия еще считался довольно экзотическим веществом, поскольку его многостадийный синтез оставался слишком трудоемким делом. Впоследствии было установлено, что среди всех возможных изомеров состава С10Н16 именно структура адамантана отвечает минимуму потенциальной энергии. Подобная исключительная термодинамическая стабильность 4 подсказала возможность его синтеза путем термодинамически контролируемой изомеризации других углеводородов С10Н16. Действительно, как было показано Шлейером [ 1Ь], легко доступный углеводород 5 может претерпевать под действием кислотных катализаторов превращение в 4. Впоследствии эта реакция была усовершенствована и стала удобным препаративным методом получения адамантана (4). Тот факт, что адамантан обнаруживается в заметных количествах в ископаемом углеводородном сырье (в некоторых сортах нефти), также является следствием и наглядной демонстрацией его высокой термодинамической стабильности. [c.71]

Идеальная кристаллическая структура алмаза f43m образуется вследствие пространственного пересечения двух точечно несовместимых групп — Зт и 43т, к которым алмаз принадлежит одновременно [38, 61, 153]. Группа Зт имеет центр инверсии, а в группе 43т он отсутствует. [c.43]

Самым первым доказательством правильного тетраэдрическог() расположения углеродных связей было исследование кристаллической структуры алмаза (см. рис. 127). В этом кристалле каждый атом углерода связан с четырьмя соседними атомами, находящимися от него на равных расстояниях такая решетка распространяется по всему кристаллу. Углы между связями и длины связей С — С (1,54 A) в алмазе такие же, как в простой молекуле типа С (СН,) или в любой [c.495]

Кристаллическая структура алмаза была установлена одной из первых с помощью рентгеноструктурного метода Брэггом (1913). Как уже было сказано (стр. 118 и рис. 46), в решетке алмаза каждый атом углерода окружен тетраэдрически, на равных расстояниях, четырьмя другими атомами. Такое распо- [c.462]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология