Реферат: Алмаз-графит
/>Алмаз. При слове “алмаз”сразу же вспоминаются окутанные завеститай-
ныистории, повествующие о поисках сокровищ.Когда-то люди, охотившие-
сяза алмазами, и не подозревали, что предметов их страсти является криста-
ллическийуглерод-тот самый углерод, который образует сажу, копоть и уго-
ль.Впервыеэто доказал Лавуазье.Он поставил опыт по сжиганию алмаза, ис-
пользуясобранную специально для этой цели зажигательную машину.Ока-
залось,алмаз сгорает на воздухе при темпратуре около 700 С, не оставляя
твердогоостатка, как и обычный уголь.
В структуре алмаза каждый атом углерода имеет четырех соседей, которые
расположеныот него на равных расстояниях в вершинах тетраэдра. Весь
кристаллпредставляет собой единый трехмерный каркас. С этим связаны
многиесвойства алмаза, в частности его самая высокая среди минералов тве
рдость.Она-тои дала камню имя, которое происходит от греч.”адамас”-“тве-
рдый”,”непреклонный”,”несокрушимый”.
Кристаллы алмаза, особенно ограненные (бриллианты), очень сильно пре-
ломляютсвет. Этим и обусловлена знаменитая “игра бриллиантов”.
В России ювелирные алмазы вошли в моду в середине 18 в.Ими украшали
нетолько царские диадемы и скипетры, но также брелки, застежки, трости,
табакеркии даже обувь! Мелкие алмазы используются для резки стекла и
металлов,служат наконечниками сверл, резцов. Алмазный порошок издре-
влеприменяют для полировки и огранки драгоценных камней.
Графиит. В древности графит считали одним из минералов свинца, воз-
можноиз-за того, что, подобно свинцу, он оставляет на бумаге след.В 18 в.
К.В.Шееледоказал, что графит предсталяет собой “особый минеральный
уголь”.Родственные отношения между алмазом играфитом были подробно
изучены коллегой Лавуазье французским химиком ЛуиБернаром Гитоном
де Морво: при осторожном нагревании алмаза без доступавоздуха он по-
лучил порошок графита.
Графит-мягкое вещество серого цвета. Атомы углеродасвязаны в нем в
плоские слои, состоящие из соединенных ребрамишестиугольником, на-
подобие пчелиных сот. Каждый атом в таком слое имееттрех соседей, уг-
ол между связями С-С-С равен 120. Для образованиятрех ковалентных
связей атом предоставляет три электрона, а четвертыйэлектрон, образуя
п-связи,делокализован по всему кристаллу.Этим обьясняются такие сво-
йстваграфита, как металлический блеск и электропроводность.
Поскольку электронные облака атомов из соседних плоских слоев пере-
крываются,между слоями возникают слабые связи, которые рвутся даже
при незначительной нагрузке. Длятого чтобы в этом убедиться, доста-
точно провести карандашом по листу бумаги: на листеостанется след из
чешуек графита.
Графит широко применяется в технике. Графитовыйпорошок исполь-
зуют для изготовления минеральных красок, а также вкачестве смазочно-
го материала-между отдельными слоями графитавзаимодействие настоль-
ко слабое, что возникает скольжение. Графитовые стержни служат электродами во многих электрохимических процессах; из смесиграфита
с глиной изготовляют тигли для плавки металлов. Блокииз особо чисто-
го графита являются основным материалом для созданияатомных реакто-
ров. В первом отечественном реакторе, например, былоиспользовано 450т
графита.
В отсутствие кислорода графит и алмаз выдерживаютнагревание до вы-
соких температур: эти вещества переходят в газовуюфазу в виде молекул
сп лишь при 3000 С. Поэтому графит используют кактеплозащитный ма-
териал для головных частей ракет.
Графит-наиболее устойчивая при комнатнойтемпературе аллотропная
модификация углерода. Теоретически все алмазы должныбыли уже дав-
но превратиться в графит, но с заметной скоростьютакая реакция идет
лишь начиная с температуры около 1000 С, а при 2000 Сона происходит
почти мгновенно. Однако с практической точки зрениягораздо больший
интерес представляет обратный процесс-превращениеграфита в алмаз.
Это становится возможным при температуре около 3000 Си давлении
3*106 атм. К сожелению, алмазы, которые удаетсяполучить из графита,
обычно очень мелкие и невысокого качества. Они могутбыть использо-
ваны лишь для технических целей.