часть 2 (975558), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Слоистые соединения графита Очень рыхлая слоистая структура графита позволяет )шогпм молекулам и ионам проникать в межмолекулярпь)е пространства между слоями. Продукты такого внедрения очень интересны п заслуживают серьезного обсуждения. Существуют два основных типа слоистых соединений: соединения, в которых графит, обладающий высокой злектропроводностью, становится изолятором, и соединения, в которых высокая электропроводнос)ь не только сохраняе)ся, но и увеличивается. Известны .
~ишь два вещества первого типа — окись графита н фторид графита. Окись графита образуется при обработке графита сильными окпслителями, подобными смесям азотной и серной кислот илп дымящей азот)юй кислоте, а также перхлоратом илп перчапганаточ калия. В одних н тех же условиях не !Дается по.)! пп) окись )рафига в виде индивидуального вещества постоянного сос) авз.
Соотношение кислород углерод в этих веществах приближается, )ю никогда не превышае) отношения 1: 2, и вещество независимо от условий реакции содержиг водород. Строение окиси графита не ) стаповлено до настоящего времени, ио тем не менее для него харак. герны следующие свойства: 1. Присутствие кислорода в тщательно высушенных образцах вызывает разделение слоев графита, причем расстояние возрастает до -6 — 7 Л. Такой продукт легко поглощает воду, ацетон, дноксан и спирты и в результате набухает, причем расстояние между слоями и случае некоторых спиртов увеличивается до 19 Л.
2. Полагают, что атомы кислорода связаны в эфироподобных м)стиках С вЂ” Π— С между .кеп)а-положениями шестиугольных ко)сц, в кето. группах и в соответствующих енольпых формах С=О и ~уС вЂ” ОН; эти окси.группы проявляют достаточную кислотность и чог)т быть этернфицнрованы и метилированы, глав« ?! эгле од !хй 3. Поттагак?т, что в результате образоваиия четырех ковалеитцых связей всеми или большинством атомов углерода слои становятся изогиутыхеи, хотя падежного дока еательства этого иет.
Образоваиием четырех ковачситпых свя?сй и, гем самым, обобщением всех электронов, равно как и изгибанием слоев, объясняют потерю электропроволиости, ко!орз» в график. вообще возникает за счет легкого перемещеппя элскт1?онов по делокализоваипым я-орбита»ям в слоях Т.?ким об)?азот?, окись графита является алифатическим СОСДПИЕ1?ИСМ.
Фп?арий графита — второе ие проводящее электричество соедииепие графита. Его пглзучают прямым взаимодействием фтора с графигом, которое протекает иногда со взрывом. Воспроизводи. мость процесса получения фторида плохая, тем не менее удается полутп??!т продукты белого пве!а с соотношением С,Г вплоть до 1: 0,99. Чаще всего эти продук?ы реакции представляют собой вещества серого цвета и имеюг пиз?,ос содержание фтора. Как и в слгчзе окиси ~ тчафит ?, расс!о»пи!.
яежлл слоями )всз!ит?икается, как правило, до -8 Л. 11олщ»ю?, ~??о все?ичи»а . га приблизительно равна с) 1?л!с дв> х клип !вязей С вЂ” )х 11Л 4)»люс два вандерваальсовых рад»лез фтора 1-2?,Ь А), и соединение в идеальном случае дос?ж»о»и?е?ь л ? роение 1СГ)„, прис?ел! каждый атом углерода образует одну С вЂ” г-связь (в соответствии с дщшыми ИК-спектров, ко?орые об»аруж»вают только одну связь С вЂ” Г) и трн С вЂ” С-связ». 11есх?отри па то что слои должкы быть изогнуты вследствие теграэдрического сэяэывзния углерода, четкого доказательства этого явления пока пет. В этй.'КО??эал?ООООдяа)их О!бис?лых ООедаяеяаях г)?а()яггз разлялп!ые атох?ы, молекулы и ионы внедрены между углеродиыми слоями. Большое число соединений образуется самопроизвотьио при просто«! сме?пиваиии графита и реагеитз.
Так образуют слоистые соединения тяжелые щелочпые лееталлы К, 1«Ь и Сз и галаганы С1и и Вг«, а также многие соединения гало?е!юв, окислы и сульфиды металлов, например ГеС1и, 1)С)с, ГеЬ, и МоОи Меньшая группа сова»пений образуется при электролизе рсагеита иа графитовом аноде, Так, с серной кислотой протекает следующая реакция: Ст,+ЗытсОс=С, НеоОт зс1еЮс-1-Не+и где значение щ зависит от количества прошедшего тока. В этих соединениях графитовые слои остаются плоскими. Структура соединения ие обязательно определяет его впутрекнкяо природу, поскольку их связывают два фактора: во-первых, строение зависит от концентрации захваченного реагеита; во-вторых, оио зависит от того, какой частью слоев реагеит захватывается, Обнаружены определенные стадии захвата реагеита; во многих сл) чаях существуег замет- иый дальний порядок, причем каждый и-и слой является захватывающи!?, остав тая промежуточяый слой.
Каким путем час!»ць! захваченного реагеита увеличива!отпроводимость графита, точно пе выяснено, ио, очевидна, захваченные частицы либо внося!' доно,т»»- тельные электроны, либо уменьшают их число в проводящих уров. пях графята, Тем самым захваченные реагепты увеличивают либо число электронов, либо число положительных дырок, которые проводят ток перемещением в эрих проводящих слоях.
Так, к примеру, щелочпые металлы должны увеличивать число электронов, так как неко!орые яз иих присутствуют в графите в виде панов С,', К„'?л Иаса мй лере ер с„ди Стетноие»рс ~сени« тости В качестве другого примера можно пред~?ожить троякое соедиие. ние, в котором содержится как свободный х,юр, так и Л1С1, н со- стояние иоиизации можно представить следующим образом: С'" (Л?С1,)„С1„„1??л1С1х) Иоиими хереитер Стехиаиетриеесяи« синтии Кт«ВП11 11 1 Термин «карбидыи прил!сия?от к тем соединениям, в которых углерод связан с элементами меиыцей или примерно равной электро- отрицательности. Таким образом, соединения углерода с кислородом, серой, азотом, галогепами и т. д.
ие рассматриваются в качестве карбидов, как и соединения с водородом. Целесообразность такой классификации станет очевидной по мере того, как будет обсуждаться природа карбидов. Обычно карбиды подразделяют на три группы: 1) солеобразиые карбиды, образованные главным образом элементами 1, 11 и Ш групп; 2) карбиды внедрения, образованные большинством переходных металлов, особеяио металлами 1Ъ', '1? к Ч1 груг!и, сюда ?ке принадлежит и 12а) пограничный тип, образованный несколькими переходными металлами с небольшим атомным радиусом, и 3) ковалектные карбкды 5)С и В,С.
Общие препаративиые методы получения карбидов для всех трех тинов вкетк?чают! 5 Соерсмееиси иеортеиитесисе химия, е. р В большинстве случаев ионизация наблюдается по крайней мере только частичная. Существуют некоторые данные, свидетельствующие о том, что можно расширить круг соединений, имеющих решетки, подобные решетке графита; тзк, В)х), А1В и СгС)е также мо! ут вести себя кзк решетка «хозяи?!а» для окислов, сульфидов и хлоридов.
(З! ьг'(геод глава а) непосредственное вланмодсиьм вне элементов в свободном виде при высакои темпера!»рс (2200 и пышс), б) па(реваипе соединения метал.!а, в (астпостн окисла с углем; в) наьрсванпе чеьаллл в парс па,(ходящего»глеводорода. Кроче того, карбиды Сц»„«, Лп, Еп и (.(1, обычно называемые айетилидици, цал»за!от проц!(ьаппеч .шсьилспа в раствор солей металлов, в сл»чае !.и, А(( п»п шя пал»чепци СцаСа, АяаСа и Лц,Са (точно пе лак!э((иа! ькпа.шз»ют аччиачныс растворы солей аднозарядпы. па,!аж!меч,пых ионов, та!ха ьак в случае Лп и Сд ацеьилиды УьзСа и (:(Рда пал» шьот ппап»(капнем ацетилена в Растворы диалкпльпых соединений этих ч(галлов в петралейпоч эфире.
Ацетилилы ('и н Ад оз»дара и.ьи при нагревании взрываются. 1. Салеладабные карбиды. Большинство алектроположительных металлов образуют карбиды, физические и хнхьические свойства которых свндсьельстпша! а точ, ч го анп в ььл!етпаи с!гневи являются ионными соединениями Эгн ь,апбплы представляю! собой оесцветные прозрачные арье!аллы, ! шорые прп а(»ьа мюп теьшеразсре раз. руьцськьгся пьжаы и !и ра а цьз( пп ь(п! ! !!ь за! зми Оспоаадь!вшиеся ь(ны та!хи же !и цю и, (ьк»!я, и ьь рс (льтаге гьыдсляются углевогоро(ы !4ьвеь !пы папш:е к,!(збплы. содержащие С' - и С; "-ионы, и ( (инстгьепнып к.ьрапд, и ха!аром, как было установлено, солержа !си ( ', ионы Карбиды, содержащие ионы Са, при гидро.
апас вььле ьяют метан, и нх можно назвать ьвеглинидажи, К ним о! носятся ВеаЕ. и Л1,С„Уравнение гидралнза последнего соединения можно !вписать следую(цич образам Д(аСь+ (2НаО = 44!(ОН»! -,' З(.Н, Струкг»ра ВеаС довольно проста; эго аптифлюаритавая структура (сч. рис 2 6, сз0. бб, ч 1) с агомачи бернллия вместо Г в СаРа и агомачи»глсрол! в(!ее!о Сна+ Сгрукг»ра А[„Са довольна сложна; летально э(ог вопрос здесь не буде! рассмотрен, поскольку найдено, что в ней содержатся агдельпьк азааж! тглеродз. Известна большое чис,ьа карбидов, на»орые содержат С,' ионы, или анцаны, кагоры!. в первом «рьблпж!.пнп можно, !аким образок(, записать.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
