nekrasovI (1114433), страница 172
Текст из файла (страница 172)
Напротив, по '* ' " Пл ствам онн даже лучше естественных. Ежепг- —.*т — — и — — — — — ' " ствам онн годное мировое про нзвадство искусствен- Б Б ных алмазов уже уже соизмеримо по общему объему с добычей природных. ат авочных !4) Путем наращивания затр в кристаллов алмазы мо у г т быть синтезнро- . Н нме, медленным пропусканием метана стойчивостн. Например, ме .
ил~и дости- ваны н в н е области нх у м, ымндо 11 ' р 00'С эа одышевыми кристалл под давлением м 0,001 агм над патрет 0,5 в ч. Процесс сводится к терм е мическому разложению алась скорость нх роста до 0,5зз в ч. р ома ный углерод осаждается иа пан освобождающийся атомарны астности, СН«(ср. Рис. Х-4), причем нх ст ктуру. одо . П бным путем были, в ч верхностн кр пр~д~~жая РУ ы («сы») алмаза длина по мм получены т ы нитевидные кристаллы («усы») По инзкатемпературнаму синтезу ал алмазов имеется обзорная сколько десятков мк).
По инзкатем статья '. уа 'Ч6г гзпп гБРБ гйгп'Б ис. Х.з. Схема рлсиоложии и и атомов С Рис. в графите. з, 1ае!, асеев Л В.. Усиелв химии, гата, Ю Д«ригии Б, В.. Федосеев Д 502 Х. Чггпгргая гриппа пгрипди«ггкод гистгчы 15) Кристалл графита построен нз плоских сеток углеродных атаман. расла. лагаюшихся то но друг над другом через одну, т. е. с чередованнгм по типу форма графита с чередованием одннакава расположенных сеток через две, т.
е. по типу АБАБ... (рис. Х-9), Известна также горазло более редкая (и менее устойчнвая) АБВАБВ... Кажлый атом углерала в плоскости сеткн («паркета») сагзмнен ковалентнымп снязямн с тремя другнчн. Связи зтп значительно короче [д(СС) = 1,42 А[. чсч в алмазе, что указывает па мх высокую прочность. Расстояние между отдсльнымн слоями нелнко (3,."»5 А(, и связь между ннмн слаба (опа оценивается в 4 ккп»(гп»го»»). Внешне это выражается в легкой рэсшепляемостн графита по показанным на р!ш, Х-9 лнинямн ПС н л о с к о с т м м с п а й н о с т н кристалла на отдельные тонкие пласты («чеш! йки»).
15) Графит харашо провиант тепло (в 3 раза лучше ртути) н обладает близкой к мета»лам элсктропроводностью (О,! от злсктропроводности ртути). И электро н тсалопроводность больше параллельно слонм, чем перпендикулярно нм. Максимум теплопроволности графита наблюдается около 0'С, а электропроводностн — около 500'С.
Механическая прочность графита прм перехоле от обычных температур к 2500'С возрастает почтм вдвое. Его сжнмаемость примерно в 20 раз больше сжнмаемастн алмаза. Заметное окисление графита прм нагревания на воздухе наступает лншь выше 700 'С. 17) Относнтельно электронаого строемнн графита имеются две основные точки зрення. Согласно одной нз ннх, четвертый валентный электрон каждого атома углерода участвует в форммровамнн связен внутри сетки (повышая нх порядок до !,ЗЗ), а связь между слоимн осушествляется лишь меж иоле ку ля р мы м и силами.
Согласна другой тачке зрения, четвертые валентные электроны атомов углерода образуют слабые м ет а ля м ч е с к н е связи между слоями (чем н обусловлены черты сходства графнта с металламн). Вероятнее всего, нанболее правнльно сочетание обеих трактовок с преобладаннем первой нз нмх. Так, экспериментально было установлено. что свободные электроны в графите имеются, но эффективное нх чнсло сравнитечьно мало — около 5 !О'« на ! смз (т. е. один такой электрон прнходнтся примерно на 15 тыс. атомов углерола). Работа выхола электрона для графмта составляет 4,6 ээ (что близко к ее обычным энзчспням для металлов), 15) Интересной особенностью графита является его способность поглощать значнтельные колнчества некоторых веществ за счет нх внедрения в пространство между молекулярнымн слоямн.
Возннкаюшне системы объедння|от названием «соединения графита». На особенности аддуктов (У 5 2 лоп. 4) в нмх более млн менее сплыло налагаются черты истинных химических соединений. Подобно другнм аддуктам, соелинення графмта характервэуются, в общем, пере. меннымн составами, которые ограничиваются некоторымн предельпымн.
Как правило, последние не отвечают валсмтым соотношения»ь характерным ллн углерода и соотвстствуюшнх элементов. Образование всех продуктов внедрения сопровождается сушественным увеличением расстаяння между углероднымн сеткалнь но прп помаши подходящих воздействий поглошенные вешества могут быть нзвлечены с более илн менее полным васстановленнем мсхолмой графитной структуры «хозяина». Все соединения графита целесообразно подразделить на лве группы. Псраая мз ннх. к которой относятся только производные фтора н кнслорода, характеризуется возникновением ковалентных связей межлу атомами углеролз н внелрюошнхся эле.
ментов, что ведет к большему нлн меньшему нскаженню структуры «паркетов». Относюцнеся сюда вашества предельных составов по своему характеру блнзкн к истинным хнмнческнм соединениям. Вторая группа охватывает все остальные многочисленные продунты внедрения в графит. Онм блнзкн к типнчным адлуктам, от которых отличаются главным образом возннкновеинем некоторой разноименной полярнзацнн внедренных част!ш н графнтных «паркетов». Последние прн этом не подвергаются сколько.ннбудь существенному иска.
женню. 5 1. Углерод 19) Наиболее четко выраженный харантер истинного химического соединения имеет ф т о р и с т о е производное графита. Вэанчодействие последнего с фтором прн 450'С ведет к медленному образованйю продуктов внедрения состава Сг», где и «ч, 1, Обычно получаются черные или серые фторнлы с я ( 1, но иногда удается получить и предельныи продукт состава СГ. Его образование протекает с возникновением ковалентных связей С вЂ” Г, увеличением расстояния между слоями графита да 6.6 А н измене. кием самой структуры этих слоев от плоской к складчатой с расстоянием <((СС) = = 1,54 А (рис. Х-10).
Интсрегно, что меньшему солержанпю фтора отвечает большее расстояние между слоямн (до 88 А зля СЕ««<). Фторнд СГ прсдстзнляет собой серебристо.белое, в тонких слоях прозрачное вещество, пе проводящее элентрнческнй ток и чрезвычайно химически стойкое (не взаимодействует нн с кнслотамн, ня с щелочамн).
Г г=о < '-С 'У' с <' ! и г о=г с =о с ! и г ' с-оиьс ' г! с г с но — с <<г он 1 1 Рхс. Х-<О, Ск«м«структуры слоя СР, Ркс. Х-!1, Схемы структурм еле«в в продуктах оккелеккк графита. Однако длительным лгйствпем водорола в момент выделения (цинковая пыль+ унсус. ная кислота) фтор может быть извлечен с восстановлением графитной структуры. Нагреванне СГ выше 500'С сопровождается энергичным (вплоть до взрыва) разрушением этого вещестнз с образованием летучих фторидов углерола (Ср<, Сзр«и др,) м выделением сажи.
<5етгствпе на графит смеси фтора с избытком фторпстого водорода при обычных условиях ведет к уеелпчеш<ю расстояния между слоямн до 5,4 А и образованию чер. наго вещества предельного состава С,Г, также содержащего ковалеитиые связи С вЂ” Р (с г((ГГ) = 4,9 А). Сзмп углеродные «паркеты» при этом, по-видимому, не изменяются, но становятся расположеннымп точно друг нэз друтом (структура АААА...). Этот фторнд проводит электрический ток, однзко, гораздо (примерно в 1000 раз) хуже графита. Ои химически очень устойчив, но при нагревании начинает разлагаться уже выше 100'С.
Никаких переходных форм между ннм н Сг получить ие удается. 20) К первой же группе относятся н к и с л о р о д н ы е производные графита («окислы графита», «грзфитавые кислоты»), образующиеся при длительном действии на него сильных окислителей (например, КС!Оз со смесью концентрированных серной и азотной кислот). После отмывки водой получаются вещества коричневого, желтого или белого цвета.
Прн сушке окисленного продукта иад РтОэ расстовнне между слоямн углеродных атомов в неч равно 6,4 А, прн сушке па воздухе — 9 А, в ваде оно увеличи. ваетгя до 11 А, а в разбавленном растворе щелочи возрастает еше более резко. Свми слои углеродных атомов исходного графита претерпевают сильное искажение. предположительно за счет возникновения святей С вЂ” Π— С, С=О и С вЂ” ОН. Предложенные длп них структурныс схемы показаны на рис. Х-11. Вытекающий из этих схем «илевльиый» состав кислородного производного графита отвечает формуле СвО<Н«, но практичесни такой состав не достигается. Кислородные производные графита проявлнют слабо выраженный кислотный характер. Они обладают также окислительнымн свойствамн н под действием некоторых восстановителей (например.
Н! и даже НВг) легко преврзгпзются в грзфитоподобиые продукты восгтаповлеиня. В связи с наличием окислительиых свойств высказывалось предположение, что основной формой нахождения кислорода в окисленном графите являются перекисные группы — Π— Π—. связывающие отдельные слои углеродных атомов лруг с прутом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
