|
Строение кристаллической решетки алмаза
Как
видно из рисунка, все атомы Углерода в алмазе связаны с четырьмя соседними
атомами. За счет очень плотной упаковки атомов в кристалле, алмаз имеет очень
высокую твердость и плотность. Несмотря на то, что алмаз и является самой твердой естественным веществом,
он имеет высокую хрупкость, и поэтому огранки алмазов не составляет никаких
затруднений. Атомы Углерода в алмазе находятся в sг3-гибридном состоянии. Кристаллическое строение графита
В
графите атомы Углерода соединены в слои. Слои состоят из правильных шестиугольников.
Расстояние между слоями в 2,36 раза больше одинарной С-С связи в слое, поэтому
соседние слои не имеют прочной связи друг с другом. Именно поэтому графитные стержни
можно применять для письма, поскольку при трении грифелем карандаша об бумагу
последовательно стираются слой за слоем, оставляя на бумаге серый след. Атомы
Углерода в графите находятся в sг2-гибридном
состоянии, что обеспечивает плоскую структуру слоя. Три электроны образуют три связи
с соседними атомами в слое, а четвертый электрон может выполнять две функции:
обеспечивать связь между слоями или обеспечивать электронную проводимость. Молекулы
карбіну представляют собой линейные цепи, состоящие из атомов Углерода,
связанных двойными связями (полікумулен) или навперемінними одинарными и
тройными связями (карбин). Кроме
того, выделяют такую алотропну форму, как «аморфный» углерод. На самом деле он
представляет собой маленькие (от 10 до 300 атомов) фрагменты графита, хаотично
объединены в одну неплоскую несимметричную структуру. В зависимости от метода добывания
и некоторых физических свойств, выделяют несколько типов аморфного углерода:
древесный уголь, животное уголь и сажу. Кроме
приведенных модификаций Углерода, существуют еще так называемые фуллерены, чьи молекулы
имеют шарообразную форму:
Фуллерены
представляют собой темные порошки, которые сублимируются при температуре свыше 350 °С и проявляют
свойства полупроводника. По
определенных условиях могут образовываться так называемые «нанотрубки» или «тубулени», которые
представляют собой полую углеродную трубку, закрытую с обоих концов крышками,
похожими на фрагменты кусков фуллерена. Размеры одной молекулы нанотрубки
довольно крупные: длина от 20 до 50 нм, а диаметр от 0,9 до 12 нм (1 нм = 10-
|
|
