Алмаз-графит - (реферат)

Алмаз-графит - (реферат)

Дата добавления: март 2006г.

Алмаз. При слове “алмаз” сразу же вспоминаются окутанные завести тай ны истории, повествующие о поисках сокровищ. Когда-то люди, охотившие ся за алмазами, и не подозревали, что предметов их страсти является криста ллический углерод-тот самый углерод, который образует сажу, копоть и уго ль. Впервые это доказал Лавуазье. Он поставил опыт по сжиганию алмаза, ис пользуя собранную специально для этой цели зажигательную машину. Ока залось, алмаз сгорает на воздухе при темпратуре около 700 С, не оставляя твердого остатка, как и обычный уголь.

В структуре алмаза каждый атом углерода имеет четырех соседей, которые расположены от него на равных расстояниях в вершинах тетраэдра. Весь кристалл представляет собой единый трехмерный каркас. С этим связаны многие свойства алмаза, в частности его самая высокая среди минералов тве рдость. Она-то и дала камню имя, которое происходит от греч. ”адамас”-“тве рдый”, ”непреклонный”, ”несокрушимый”.

Кристаллы алмаза, особенно ограненные (бриллианты), очень сильно пре ломляют свет. Этим и обусловлена знаменитая “игра бриллиантов”. В России ювелирные алмазы вошли в моду в середине 18 в. Ими украшали не только царские диадемы и скипетры, но также брелки, застежки, трости, табакерки и даже обувь! Мелкие алмазы используются для резки стекла и металлов, служат наконечниками сверл, резцов. Алмазный порошок издре вле применяют для полировки и огранки драгоценных камней.

Графиит. В древности графит считали одним из минералов свинца, воз можно из-за того, что, подобно свинцу, он оставляет на бумаге след. В 18 в. К. В. Шееле доказал, что графит предсталяет собой “особый минеральный уголь”. Родственные отношения между алмазом и графитом были подробно изучены коллегой Лавуазье французским химиком Луи Бернаром Гитоном де Морво: при осторожном нагревании алмаза без доступа воздуха он по лучил порошок графита.

Графит-мягкое вещество серого цвета. Атомы углерода связаны в нем в плоские слои, состоящие из соединенных ребрами шестиугольником, на подобие пчелиных сот. Каждый атом в таком слое имеет трех соседей, уг ол между связями С-С-С равен 120 . Для образования трех ковалентных связей атом предоставляет три электрона, а четвертый электрон, образуя п-связи, делокализован по всему кристаллу. Этим обьясняются такие сво йства графита, как металлический блеск и электропроводность. Поскольку электронные облака атомов из соседних плоских слоев пере крываются, между слоями возникают слабые связи, которые рвутся даже при незначительной нагрузке. Для того чтобы в этом убедиться, доста точно провести карандашом по листу бумаги: на листе останется след из чешуек графита.

Графит широко применяется в технике. Графитовый порошок исполь зуют для изготовления минеральных красок, а также в качестве смазочно го материала-между отдельными слоями графита взаимодействие настоль ко слабое, что возникает скольжение. Графитовые стержни служат электродами во многих электрохимических процессах; из смеси графита

с глиной изготовляют тигли для плавки металлов. Блоки из особо чисто го графита являются основным материалом для создания атомных реакто ров. В первом отечественном реакторе, например, было использовано 450т графита.

В отсутствие кислорода графит и алмаз выдерживают нагревание до вы соких температур: эти вещества переходят в газовую фазу в виде молекул сп лишь при 3000 С. Поэтому графит используют как теплозащитный ма териал для головных частей ракет.

Графит-наиболее устойчивая при комнатной температуре аллотропная модификация углерода. Теоретически все алмазы должны были уже дав но превратиться в графит, но с заметной скоростью такая реакция идет лишь начиная с температуры около 1000 С, а при 2000 С она происходит почти мгновенно. Однако с практической точки зрения гораздо больший интерес представляет обратный процесс-превращение графита в алмаз. Это становится возможным при температуре около 3000 С и давлении 3*106 атм. К сожелению, алмазы, которые удается получить из графита, обычно очень мелкие и невысокого качества. Они могут быть использо ваны лишь для технических целей.