Свободные валентности в углеродах и графите

Относительно электронного строения графита имеются две основные точки зрения. Согласно одной из них, четвертый валентный электрон каждого атома углерода участвует в формировании связей внутри сетки (повышая их порядок до 1,33), а связь между слоями осуществляется лишь межмолекулярными силами. Согласно другой точке зрения, четвертые валентные электроны атомов углерода образуют слабые металлические связи между слоями (чем и обусловлены черты сходства графита с металлами). Вероятнее всего, наиболее правильно сочетание обеих трактовок с преобладанием первой из них. Так, экспериментально было установлено, что свободные электроны в графите имеются, но эффективное их число сравнительно мало —около 6-10 на 1 сл (т. е. один такой электрон приходится примерно на 18 тыс. атомов углерода). Работа выхода электрона для графита составляет 4,6 эв (что близко к ее обычным значениям для металлов). [c.502]

Алмаз является прототипом всех алифатических соединений. Можно было бы ожидать наличия и на его поверхности свободных валентностей, способных образовывать поверхностные соединения, которые на алмазе должны несколько отличаться по характеру от поверхностных соединений на ароматическом графите или микрокристаллическом углероде. Помимо связанных одной связью атомов углерода, находящихся на вершинах и ребрах кристалла алмаза, грани (100) и (ПО) должны содержать атомы углерода, связанные двумя или тремя валентными [c.229]

Согласно Н. Шилову, различие в адсорбционных свойствах объясняется свободной валентностью краевых, ненасыщенных атомов углерода в графитовых сетках (каждый атом углерода может иметь одну, две или три свободных валентности, обусловливающих возникновение химической связи). Вследствие наличия свободных, ненасыщенных валентностей атомы углерода образуют поверхностные соединения с различными элементами кислородом (поверхностные окислы), водородом, азотом, серой, а также с группами элементов. Искусственный графит по среднестатистической характеристике может иметь большое число свободных связей, так как он содержит меньшее количество посторонних веществ, чем такие углеродистые материалы, в которых еще присутствуют примеси п краевые группы и цепи С-атомов в том или ином количестве. В силу этого у графита может наблюдаться повышение активности по сравнению, например, с сажей это называют аномальной , инверсной и т. п. активностью, которая, однако, на самом деле не аномальна и не инверсна, а вполне закономерна и объясняется наличием свободных связей. Но свободными эти связи не остаются идет поглощение графитом посторонних веществ, которые прочно химически связываются с веществом графита. Такой насыщенный графит будет иметь различную активность в зависимости от того, как и чем он насыщен . [c.7]

Следует отметить, что стандартное состояние элементов выбрано очень условно — для углерода это графит с его сложной структурой и вторым валентным состоянием углерода, для водорода, кислорода и азота — газообразное состояние (25° С и 1 атм) с двухатомными молекулами и т. д. Таким образом, при переходе от элемента к соединению связи не только образуются, но и разрываются. Поэтому более показателен расчет теплоты образования из свободных атомов элементов в расчете на газообразное состояние при 25° С и 1 атм. Для этого, к теплоте сгорания элементов в стандартном состоянии надо добавить теплоты образования свободных атомов из элементов (для стандартного состояния тех и других), равные следуюш,пм величинам (в ккал г-атом) [c.343]

Графит. В графите, в отличие от алмаза, как в металлах, содержатся слабо связанные электроны. У каждого атома углерода участвует в образовании ковалентных связей лишо 3 из 4 валентных электронов, образуя с соседними углеродными атомами, лежащими в одной плоскости, три ковалентные связи, направленные под углом 120° друг к другу. Четвертый электрон остается, как в металлах, свободным. Этим электронам графит и обязан своей электропроводностью. Расстояние между слоями в графите (3,35 А) значительно больше, чем расстояние между соседними атомами (1,42А), а следовательно, и прочность связи различна, у графита сравнительно [c.364]

Пюлльман (1959) показал, что отношение среднего значения свободной валентности атомов углерода в графите, расположенных по краям многоядерных ароматических молекул, к свободно валентности атомов в центре плоскости больше единицы и с увеличением степени конденсирован-ности молекул стремится к предельному значению. Это приводит к важному выводу о том, что реакционная способность графита должна быть разной в различных направлениях. И действительно, склонность пиролитического графита к окислению в направлении кристаллографической оси с почти вдвое выше, чем в направлении кристаллографической оси Ь (Волков и Калугин, 1967). —Прим. перев. [c.156]

СЛОЯМИ графита. Наиболее известный пример — внедрение калия предельный состав отвечает формуле K g. Промежуточно образуются фазы состава K i2n с /г = 4, 3, 2 (рис. 14.4). Образование фазы КСа отвечает максимальному заполнению атомами калия пространства между каждым слоем. Дальнейшее внедрение не может происходить из-за электростатического отталкивания. При внедрении слои несколько раздвигаются (502 пм), хотя в меньшей степени, чем можно было бы ожидать, исходя из расчетного значения диаметра иона К+ (минимум 304 пм). Это указывает на то, что ион К+ входит в гексагональную ячейку графита (рис. 14.5), и можно даже предположить, что имеется слабое взаимодействие с л-электронным облаком углерода. Из-за близости энергий валентной зоны и зон проводимости графит может быть и донором, и акцептором электронов. Включение атомов калия в графит приводит к образованию ионов К+ и присутствию свободных электронов в зоне проводимости. [c.472]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология