АЛМАЗ
Один из аллотропных модификации углерода. Кристаллы алмаза обладают такими ценными физико-механическими свойствами, как исключительная твердость, износостойкость , высокая теплопроводность, коррозионная стойкость, высокие показатель преломления и дисперсия света. Эти свойства и определили области его применении: механическая обработка различных материалов, приборостроение, полупроводниковая электроника, ювелирной промышленность.Алмаз что это такое
Теоретические и экспериментальные исследования алмазов ведутся в направлении изыскания возможностей как для наиболее эффективною использования их в традиционных областях, гак и для расширения областей применения, а также в направлении разработки новых методов синтеза монокристаллов с заданными свойствами. Наиболее изучены оптические свойства алмазов, значительно меньше — их теплопроводность, работа разрушения, электромагнитные свойства в широком температурном интервале.
Благодаря твёрдости алмаз широко применяется для резки стекла , бурения твёрдых пород , в машинах для волочения проволоки , шлифовальных дисках и т.д . Для этих целей этих целей используют алмазы , загрязнённые разными примесями .
Чистые бесцветные кристаллы подвергают огранке и шлифовке алмазным порошком и превращают в бриллианты . Чем больше граней тем больше « играет » он . Бриллианты бывают чаще всего небольшими , их вес измеряется в каратах ( 1 карат равен 0,2 г ) , но встречаются и крупные бриллианты .
Структура модификаций углерода алмаза
Основное состояние атома — это состояние с максимальным чистом неспаренных валентных электронов. Образованию химической связи между атомами углерода предшествует переход атомов в возбужденное состояние с максимальным числом неспаренных электронов по схеме 2s²2p² → 2s¹2p¹2p¹2p¹ . Потенциал ионизации атома углерода 11,256 эВ . Атомы углерода, соединяясь, образуют ковалентные связи (металлическая связь не может образоваться, так как слишком велика энергия отрыва электрона: сродство к электрону атома углерода — 1,27 эВ).
В результате sp³-гибридизации валентных электронов образуются четыре равноценные σ-связи под углом 109° 28′ друг к другу, направленные к вершинам правильного тетраэдра. Так связаны атомы в алмазе, лонсдейлите, метане, адамантане.
Атомы углерода ( алмаз )могут быть в состоянии, при котором происходит 2sp² — гибридизация электронов. Каждый атом углерода образует три σ-связи в одной плоскости под углом 120° относительно друг друга и, кроме того, дополнительно имеет по одному p-электрону. Вследствие перекрывания электронных облаков над и под плоскостью, в которой находятся атомы с σ-связями, р-электроны образуют π-связи. Так связаны атомы углерода в графите и ароматических соединениях.
Возможна также sp-гибридизация атомов углерода, при которой образуются две σ-связн под углом 180° друг к другу и в результате перекрывания двух орбиталей каждого из атомов углерода две π-связи. Так связаны атомы в карбине, ацетилене и его производных.
Существуют аморфные и частично кристаллические переходные формы углерода (сажа, кокс, стеклоуглерод и др.), и которых сочетаются различные типы связей.
Модификации с sp³-гибридизацией валентных электронов
Алмаз. Сингония кубическая; ячейка решетки — гранецентрированный куб, в четырех из восьми октантов которого также размещены атомы углерода; Z = 8; К. Ч. — 4; а0 = 0,357 нм ; меж плоскостные расстояния ρ0 = 3,515 г/см³; экспериментально определенные значения ρэ, природных алмазов, г/см³; тип I — 3,51537 ± 0,00005, тип II — 3,51506 ± 0,00005; ρэ, синтетических алмазов зависит от совершенства строения кристаллов, содержания механических включений и имеет значения 3,485—3,580
Вы читаете, статья на тему алмаз