Аллотропия углерода это умение образовывать несколько простых веществ, из-за различной структуры они различаются по своим физическим и химическим свойствам.
Образуя при этом восемь аллотропии углерода: наиболее изученные алмаз, графит, лонсдейлит, фуллерены, аморфный углерод, однослойная углеродная нанотрубка и другие.
Например алмаз и графит это одно и тоже вещество углерод, но у них разные свойства, алмаз твердый и пропускает свет, а графит мягкий и не пропускает свет.
Углерод может проявлять себя в разных аллотропных модификациях, каждая из которых отличается уникальными свойствами.
Что такое аллотропия углерода
В свободном состоянии углерод известен в виде трех аллотропических модификаций: алмаза, кристаллизующегося в правильной системе; графита, принадлежащего к гексагональной системе, и аморфного углерода, обычно называемого углем.
Последняя модификация, по видимому, является лишь особой, скрытокристаллической формой графита.
Существует ли, действительно аморфная модификация углерода, до сих пор твердо не установлено.
Алмаз
Алмаз это аллотропное состояние углерода, бесцветное, прозрачное вещество, чрезвычайно сильно преломляющее лучи света.
В природе алмаз встречается редко, обыкновенно в виде небольших кристаллов, вкрапленных в горные породы или находящихся в россыпях. Самый большой из когда-либо найденных алмазов весит 620 г.
Наиболее крупные месторождения алмазов находятся в Бельгийском Конго и Южно-Африканском Союзе. Богатые месторождения алмазов открыты в Якутии.
Удельный вес алмаза 3,5. По твердости алмаз превосходит все известные вещества. Поэтому он нашел широкое техническое применение.
Его используют для обработки различных твердых материалов, для резки стекла и бурения горных пород. Будучи весьма твердым, алмаз в то же время очень хрупок.
Получающийся при измельчении алмаза порошок служит для шлифовки драгоценных камней и самих алмазов. Должным образом отшлифованные совершенно прозрачные алмазы называются бриллиантами.
Мировая добыча алмазов составила в 1954 г. около 4 г, Из этого количества 82% использовано для технических целей.
Ввиду большой ценности алмазов было предпринято много попыток получить их искусственным путем из графита.
Однако до последнего времени эти попытки кончались неудачей. Только в 1955 г., применив очень высокое давление (порядка 70— 100 тыс. атм) и длительный нагрев при температуре около 3000°, американским, а одновременно и шведским ученым, базировавшимся на точных теоретических расчетах, удалось получить искусственные алмазы в виде мелких кристаллов желтого цвета.
По стоимости искусственные алмазы пока еще значительно дешевле естественные.
При накаливании в кислороде алмаз сгорает, причем единственным продуктом его горения является углекислый газ. Если сильно нагревать алмаз без доступа воздуха, то он превращается в графит.
Графит
Графит представляет собой, темносерое кристаллическое вещество со слабым металлическим блеском. Удельный вес его колеблется от 2,17 до 2,3.
В противоположность алмазу графит очень мягок. Если провести куском графита по бумаге, то мельчайшие кристаллики графита, имеющие вид чешуек, пристают к бумаге, оставляя на ней серую черту.
На этом основано применение графита для изготовления карандашей.
На воздухе графит не загорается даже при сильном накаливании, но легко сгорает в чистом кислороде, превращаясь в СО2.
Графит проводит электрический ток; в электротехнике его применяют для изготовления электродов. Из смеси графита с глиной делают огнеупорные тигли для плавления металлов.
Смешанный с маслом графит служит прекрасным смазочным средством, так как чешуйки его, заполняя неровности материала, создают гладкую поверхность, облегчающую скольжение.
Графит применяют также в качестве замедлителя в ядерных реакторах.
Аморфный углерод
Сажа (копоть) представляет собой наиболее чистый аморфный углерод. В промышленности ее получают термическим разложением метана, а также сжиганием смолы, скипидара и других богатых углеродом веществ при недостаточном доступе воздуха.
Сажа широко применяется в качестве черной краски (тушь, типографская краска и др.), а также в резиновом производстве, как важная составная часть резины.
Разновидности
Древесный уголь применяется в металлургической промышленности, в кузнечном деле, при изготовлении черного пороха, а также для поглощения паров и газов.
Костяной уголь получается путем обугливания обезжиренных костей. Он содержит от 7 до 11 % углерода, около 80% фосфата кальция и другие минеральные соли.
Костяной уголь отличается очень большой поглотительной способностью, особенно по отношению к органическим красителям, и служит для удаления из растворов различных красящих веществ.
Быстрые ответы?
Фуллерен это который образуется в виде порошка темного цвета (после очистки перекристаллизацией – желтые кристаллы), полупроводник. В природе эта аллотропная модификация углерода не встречается, получена искусственным путем.
Алмаз твердый, плотный, в чистом виде прозрачное вещество, а графит представляет кристаллическое вещество со слабым металлическим блеском, очень мягкий и не проводит свет.
Алмаз в ювелирной промышленности, как абразивный материал, в бурении скважин и т.д. Графит в производстве красок, атомной промышленности, карандашей и т.д. Графен начал применяться в научно-исследовательских разработках и исследованиях.