Slide 1
Mga pagbabago sa allotropic
Slide 2
Posisyon sa periodic table
Ang carbogenium carbon ay ang ika-6 na elemento sa periodic table. Ito ay matatagpuan sa pangunahing subgroup ng ikaapat na grupo, ang pangalawang yugto. Ang carbon ay isang tipikal na di-metal.
Slide 3
Ang pagiging nasa kalikasan
Sa kasalukuyan, higit sa isang milyong compound ng carbon na may iba pang mga elemento ay kilala. Ang kanilang pag-aaral ay bumubuo ng isang buong agham - organic chemistry. Kasabay nito, nagsimulang pag-aralan ng mga siyentipiko ang mga katangian ng purong carbon kamakailan - mga 20 taon na ang nakalilipas.
Slide 4
Ang carbon ay nasa ika-17 na kasaganaan sa crust ng lupa - 0.048%. Ngunit sa kabila nito, malaki ang papel nito sa buhay at walang buhay na kalikasan.
Slide 5
Ang carbon ay bahagi ng mga organikong sangkap sa mga halaman at buhay na organismo, at bahagi ng DNA. Nakapaloob sa kalamnan tissue - 67%, buto tissue - 36% at dugo ng tao (isang katawan ng tao na tumitimbang ng 70 kg sa average ay naglalaman ng 16 kg ng fixed carbon).
Slide 6
Libreng carbon
Sa libreng anyo nito, ang carbon ay matatagpuan sa ilang mga allotropic modification - brilyante, grapayt, carbyne, at napakabihirang fullerenes. Maraming iba pang mga pagbabago ang na-synthesize din sa mga laboratoryo: mga bagong fullerenes, nanotubes, nanoparticle, atbp.
Slide 7
Slide 8
Slide 9
Modelo ng fullerene C60
Slide 10
Puro carbon ang lahat
Slide 11
Ang brilyante ay isang walang kulay, transparent, highly refracting substance. Ang brilyante ay mas mahirap kaysa sa lahat ng mga sangkap na matatagpuan sa kalikasan, ngunit ito ay medyo marupok. Napakahirap nito na makakamot ito sa karamihan ng mga materyales.
Istraktura ng brilyante
Slide 12
Ang density ng brilyante ay 3.5 g/cm3, tmelt=3730С, tboil=4830оС. Maaaring makuha ang brilyante mula sa grapayt sa p > 50 thousand atm. at tо = 1200°C Sa brilyante, ang bawat 4-valent na carbon atom ay pinag-uugnay sa isa pang carbon atom sa pamamagitan ng isang covalent bond, at ang bilang ng mga naturang atom na nakagapos sa isang balangkas ay napakalaki.
Slide 13
Ang tuluy-tuloy na three-dimensional na network ng mga covalent bond, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng mahusay na lakas, ay tumutukoy sa marami sa mga katangian ng brilyante, tulad ng mahinang thermal at electrical conductivity, pati na rin ang chemical inertness. Ang mga diamante ay napakabihirang at mahalaga, ang kanilang timbang ay sinusukat sa carats (1 carat = 200 mg). Ang isang ginupit na brilyante ay tinatawag na brilyante.
Ang sikat na brilyante ng Kohinoor
Slide 14
Ang graphite ay isang allotropic modification ng carbon na stable sa ilalim ng normal na mga kondisyon, may kulay abo-itim na kulay at metal na kinang, pakiramdam na mamantika sa pagpindot, napakalambot at nag-iiwan ng mga itim na marka sa papel.
Istraktura ng graphite
Slide 15
Ang mga carbon atom sa grapayt ay nakaayos sa magkahiwalay na mga layer na nabuo mula sa mga flat hexagons. Ang bawat carbon atom sa eroplano ay napapalibutan ng tatlong kalapit, na matatagpuan sa paligid nito sa anyo ng isang regular na tatsulok.
Slide 16
Ang graphite ay nailalarawan sa pamamagitan ng mas mababang density at tigas, at ang grapayt ay maaari ding hatiin sa manipis na mga natuklap. Ang mga kaliskis ay madaling dumikit sa papel, kaya naman ang mga lead ng lapis ay gawa sa grapayt. Sa loob ng mga hexagons, may posibilidad na magmetalize, na nagpapaliwanag ng magandang thermal at electrical conductivity ng graphite, pati na rin ang metallic luster nito.
Graphite electrode
Slide 17
Ang Carbin ay nakuha noong unang bahagi ng 60s ni V.V. Korshak, A.M. Sladkov, V.I. Kasatochkin, Yu.P. Kudryavtsev. Ang Carbyne ay may mala-kristal na istraktura kung saan ang mga carbon atom ay konektado sa pamamagitan ng alternating single at triple bond.
Ang istraktura ng carbine
Slide 18
Lumilitaw ito bilang isang itim, pinong mala-kristal na pulbos, ngunit maaaring umiral bilang isang puting substansiya ng intermediate density. Ang Carbyne ay may mga katangian ng semiconducting kapag nakalantad sa liwanag, ang kondaktibiti nito ay tumataas nang husto.
Slide 19
Dahil sa pagkakaroon ng iba't ibang uri ng mga bono at iba't ibang paraan ng paglalagay ng mga chain ng carbon atoms sa crystal lattice, ang mga pisikal na katangian ng carbyne ay maaaring mag-iba nang malaki. Nang maglaon, ang carbine ay natagpuan sa kalikasan sa anyo ng mga inklusyon sa natural na grapayt na nakapaloob sa mineral chaoite, pati na rin sa meteorite matter.
Slide 20
Iba pang anyo ng carbon
Ang iba pang mga anyo ng carbon ay kilala rin, tulad ng karbon, coke at soot. Ngunit ang lahat ng mga form na ito ay mga composite, iyon ay, isang pinaghalong maliliit na fragment ng grapayt at brilyante.
Slide 21
Fullerenes
Ang Fullerenes ay isang klase ng mga kemikal na compound na ang mga molekula ay binubuo lamang ng carbon, ang bilang ng mga atomo ay pantay, mula 32 hanggang higit sa 500 ang kanilang istraktura ay convex polyhedra, na binuo mula sa mga regular na pentagons at hexagons.
Fullerene C70
Slide 22
Ang pinagmulan ng terminong "fullerene" ay nauugnay sa pangalan ng Amerikanong arkitekto na si Richard Buckminster Fuller, na nagdisenyo ng mga istrukturang hemispherical na arkitektural na binubuo ng mga hexagons at pentagons.
Fuller Dome
Slide 23
Sa kaibahan sa unang dalawa, grapayt at brilyante, na ang istraktura ay isang pana-panahong sala-sala ng mga atomo, ang ikatlong anyo ng purong carbon ay molekular. Nangangahulugan ito na ang pinakamababang elemento ng istraktura nito ay hindi isang atom, ngunit isang molekula ng carbon, na isang saradong ibabaw na may hugis ng isang globo.
Slide 24
Nanotube
Kasama ng mga istruktura ng spheroidal carbon, ang mga pinahabang cylindrical na istruktura, ang tinatawag na nanotubes, na nakikilala sa pamamagitan ng isang malawak na iba't ibang mga katangian ng physicochemical, ay maaari ding mabuo. Ang perpektong nanotube ay isang graphite plane na pinagsama sa isang silindro, na may linya na may mga regular na hexagons, sa mga vertices kung saan matatagpuan ang mga carbon atoms.
Istraktura ng isang nanotube
Slide 25
Ang figure ay nagpapakita ng idealized na modelo ng isang single-walled nanotube. Ang nasabing tubo ay nagtatapos sa mga hemispherical vertices na naglalaman, kasama ng mga regular na hexagons, anim na regular na pentagon. Ang pagkakaroon ng mga pentagons sa mga dulo ng mga tubo ay nagpapahintulot sa amin na isaalang-alang ang mga ito bilang ang paglilimita ng kaso ng mga fullerene molecule, ang haba ng longitudinal axis na kung saan ay makabuluhang lumampas sa kanilang diameter.
Slide 26
Nanoparticle
Sa panahon ng pagbuo ng fullerenes mula sa grapayt, ang mga nanoparticle ay nabuo din. Ito ay mga saradong istruktura na katulad ng mga fullerenes, ngunit mas malaki ang laki. Hindi tulad ng fullerenes, sila, tulad ng mga nanotubes, ay maaaring maglaman ng ilang mga layer, ay may istraktura ng mga saradong graphite shell na nakapugad sa bawat isa. Sa mga nanopartikel, katulad ng graphite, ang mga atomo sa loob ng shell ay konektado sa pamamagitan ng mga kemikal na bono, at ang mahinang interaksyon ng van der Waals ay nagpapatakbo sa pagitan ng mga atomo ng mga kalapit na shell. Karaniwan, ang mga shell ng nanoparticle ay may hugis na malapit sa isang polyhedron. Sa istraktura ng bawat naturang shell, bilang karagdagan sa mga hexagons, tulad ng sa istraktura ng grapayt, mayroong 12 mga pentagons ng karagdagang mga pares ng lima at mga heptagons ay sinusunod.
Slide 27
Ang Graphene ay isang two-dimensional allotropic modification ng carbon, na nabuo sa pamamagitan ng isang layer ng carbon atoms na isang atom ang kapal, na nasa sp² hybridization at konektado sa pamamagitan ng σ- at π-bond sa isang hexagonal na two-dimensional na kristal na sala-sala. Maaari itong isipin bilang isang graphite plane na hiwalay sa bulk crystal. Ang Graphene ay tinatantya na may mataas na mechanical rigidity at nagtatala ng mataas na thermal conductivity ng mataas na charge carrier mobility (ang pinakamataas na electron mobility sa lahat ng kilalang materyales) ay ginagawa itong isang promising material para sa paggamit sa isang malawak na iba't ibang mga application, lalo na bilang isang hinaharap na batayan para sa nanoelectronics. at isang posibleng kapalit para sa silikon sa mga integrated circuit.
Slide 28
Ang pangunahing kasalukuyang umiiral na pamamaraan para sa paggawa ng graphene sa mga siyentipikong laboratoryo ay batay sa mekanikal na pagbabalat o pagbabalat ng mga layer Ang pamamaraang ito ay hindi kasama ang paggamit ng malakihang produksyon, dahil ito ay isang manu-manong pamamaraan. Ang isa pang kilalang paraan, ang paraan ng thermal decomposition ng isang silicon carbide substrate, ay mas malapit sa pang-industriyang produksyon. Mula noong unang nakuha ang graphene noong 2004, hindi pa ito napag-aaralang mabuti at nakakaakit ng mas maraming interes.
Slide 1
Carbon at mga compound nito
Ang gawain ay natapos ng: guro ng State Budget Educational Institution Secondary School No. 1465 Svetlana Anatolyevna Popova
Slide 2
Element - non-metal number 6 sa periodic table
C
Pangunahing subgroup ng IV group
Mga posibleng estado ng oksihenasyon: -4, 0, +2, +4
Ang batayan ng lahat ng nabubuhay na organismo
Slide 3
Ang mga allotropic na pagbabago ng carbon ay may atomic crystal lattice. Ang kanilang istraktura
brilyante
Graphite
Fullerene
Slide 4
brilyante
Ginagamit sa: Industriya ng pagmamanupaktura Electrical engineering Industriya ng pagmimina Produksyon ng alahas
...ito ang pinakamahirap na substance sa Earth, refractory na may mataas na refractive index
Slide 5
Graphite
...ito ay isang malambot na kulay-abo-itim na substansiya, refractory, na isang semiconductor na may layered na istraktura. Ginamit sa: Graphite electrode rods Produksyon ng heat-shielding material para sa rocket warheads (heat resistance) Produksyon ng crucibles Produksyon ng mineral paints Industriya ng lapis
Slide 6
Fullerene
Ang mga fullerenes ay binalak na gamitin: 1. Upang lumikha ng mga photodetector 2. Upang lumikha ng mga superconducting na materyales 3. Bilang mga tina para sa mga makinang pangkopya 4. Bilang batayan para sa mga baterya 5. Upang lumikha ng mga optoelectronic na aparato 6. Sa medisina at pharmacology
... ito ay isang bagong allotropic form ng carbon, ang molekula nito ay binubuo ng 60-70 atoms na bumubuo ng isang globo.
Slide 7
Ang pagiging nasa kalikasan
Chalk, limestone, marmol CaCO3
Magnesite MgCO3
Siderite FeCO3
Sa katutubong anyo: brilyante at grapayt
Sa anyo ng mga asin:
Ang nilalaman ng carbon sa crust ng lupa ay 0.1% ng masa
Slide 8
Slide 9
Binubuo ng mga halaman at hayop (~18%).
Sa katawan ng tao umabot ito ng halos 21% (15 kg bawat 70 kg ng timbang ng katawan). Binubuo ng carbon ang 2/3 ng muscle mass at 1/3 ng bone mass
Ito ay excreted mula sa katawan higit sa lahat sa pamamagitan ng exhaled hangin (carbon dioxide) at ihi (urea).
Carbon sa mga buhay na organismo
Slide 10
Mga kemikal na katangian ng carbon
May mga kumplikadong sangkap: 1. Binabawasan ang mga metal mula sa kanilang mga oxide CaO+ 3C0=CaC2+C+2O 2. Reacts with concentrated acids C0+2H2SO4=2SO2+C+4O2+2H2O
Sa mga simpleng sangkap: 1. Sa mga di-metal: Si + C0 = SiC-4 C0+O2 = C+4O2 2. Sa mga metal: 4AL + 3C0 = AL4C3-4
Sa mga reaksyon, ang carbon ay nagpapakita ng parehong oxidizing at pagbabawas ng mga katangian
Slide 11
Paglalapat ng carbon
Produksyon ng bakal at bakal
Sa gamot (activated carbon)
Industriya ng lapis
Para sa paggawa ng mga electrodes
Sa industriya ng alahas
Slide 12
Ang carbon sa mga kumplikadong compound ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na estado ng oksihenasyon
- 4
+4
+2
pinakamababa
nasa pagitan
pinakamataas
Slide 13
Katayuan ng oksihenasyon -4
CH4 – methane gas
Al4C3 - aluminyo karbid
Pagkasunog: CH4 + 2O2 = CO2 +2H2O
Mga reaksyon sa tubig at acid: AL4C3 + 12H2O=3CH4 + 4AL(OH)3 Al4C3 + 12HCl = 3CH4 + 4AlCl3
Slide 14
Katayuan ng oksihenasyon +2
CO - ang carbon monoxide ay isang malakas na lason na mapanganib sa buhay at kalusugan ng tao (non-salt-forming oxide)
Slide 15
Katayuan ng oksihenasyon +4
H2CO3-carbonic acid
Mga carbonic acid salts (halimbawa K2CO3-potassium carbonate)
CO2-carbon dioxide
Slide 16
1. Tumutugon sa oxygen 2CO + O2 =CO2 2. Ay isang reducer ng mga metal mula sa kanilang mga oxide ZnO + CO = Zn + CO2
Mga kemikal na katangian ng CO
Slide 17
Mga kemikal na katangian ng CO2- (acid oxide)
1. Reacts with water CO2 + H2O = H2CO3 2. Reacts with basic oxides CO2 + CaO = CaCO3 3. Reacts with alkalis CO2 + 2KOH = K2CO3 + H2O 4. Reacts with carbon CO2 + C = 2CO
Slide 18
Mga kemikal na katangian ng carbonates (mga asin ng carbonic acid)
1. Ang isang qualitative reaction sa carbonates ay ang reaksyon sa mga acid CaCO3 + 2HCL = CaCL2 + H2O + CO2 2. Carbonates na hindi matutunaw sa tubig ay thermally unstable CaCO3 = CaO + CO2 3. Carbonates reacts with salts Na2CO3 + BaCL2 = 2NaCL + BaCO3
http://im1-tub-ru.yandex.net/i?id=501551220-00-72&n=21
http://im5-tub-ru.yandex.net/i?id=51546160-51-72&n=21
http://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=140463688-66-72&n=21
http://im4-tub-ru.yandex.net/i?id=412111321-54-72&n=21
http://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=945542505-10-72&n=21
http://im6-tub-ru.yandex.net/i?id=795134635-71-72&n=21
http://im2-tub-ru.yandex.net/i?id=440598815-39-72&n=21
Slide 1
Aralin sa Chemistry ika-9 na baitang Pangkalahatang katangian ng mga elemento ng carbon subgroup. Carbon, paglitaw sa kalikasan, allotropic modification, kemikal na katangian ng carbon.Slide 2
Slide 3
Ang layunin ng aralin: magbigay ng pangkalahatang paglalarawan ng mga elemento ng carbon subgroup, ang konsepto ng allotropy gamit ang halimbawa ng brilyante at grapayt, upang ipakita ang kakanyahan ng biosphere na kahalagahan ng carbon, upang pagsamahin at palalimin ang kaalaman ng mga mag-aaral sa redox duality gamit ang halimbawa ng carbon atom.
Slide 4
Mga tanong para sa paksa ng aralin: Mga katangian ng mga elemento ng carbon subgroup. Biological na kahalagahan ng carbon. Paghahanap ng carbon sa kalikasan. Allotropic na pagbabago ng carbon - brilyante, grapayt, fullerene, carbyne. Mga kemikal na katangian ng carbon. Pangunahing aplikasyon ng carbon.
Slide 5
Mga katangian ng carbon subgroup Carbon, silicon, germanium, lata at lead ang bumubuo sa pangunahing subgroup ng pangkat 4. Ang mga panlabas na antas ng enerhiya ng mga p-element ng pangkat 4 ay naglalaman ng 4 na electron, kung saan dalawang magkapares na s-electron at dalawang hindi magkapares na p-electron Mga elektronikong configuration ng mga atom na ito…….(compile sa board ng mga mag-aaral) Mga posibleng estado ng oksihenasyon……( mga sagot ng mga mag-aaral) Pagpapalakas ng mga katangian ng metal sa subgroup (nagbubuo ng konklusyon ang mga mag-aaral)
Slide 6
Biological na kahalagahan ng carbon Ang lahat ng nabubuhay na organismo, nang walang pagbubukod, ay binuo mula sa mga carbon compound.
Slide 7
Mga allotropic na pagbabago ng carbon Diamond Fullerene Graphite Carbine Cut diamond – brilyante
Slide 8
Slide 9
Mga kemikal na katangian ng carbon. Redox duality ng carbon
Slide 10
Independent work table: Mga tanong sa paksa ng aralin Ano ang alam ko Ano ang natutunan ko sa aralin Ano ang gusto kong malaman nang mas detalyado 1. Subgroup ng carbon a) Posisyon ng mga elemento sa sistema ng D.I c) Mga posibleng estado ng oksihenasyon d) Pagpapalakas ng mga katangian ng mga elementong metal mula sa carbon hanggang sa tingga 2. Ang paglitaw ng carbon sa kalikasan a) karbon b) brilyante c) grapayt 3. Natural na carbon mineral a) limestone b) magnesite c) malachite
Slide 11
Independent work Opsyon A: Gumawa ng equation para sa reaksyon kung saan ang carbon ay isang oxidizing agent, ipakita ang paglipat ng mga electron. Kalkulahin ang dami ng carbon monoxide (IV) kung 5 kg ng karbon na naglalaman ng 20% na mga impurities ay nasunog.
Slide 12
Independent work Opsyon B Gumuhit ng electron balance diagram para sa mga sumusunod na reaksyon: Ca + 2C = CaC2 4Al + 3C = Al4C3 C + 2FeO = 2Fe + CO2
Slide 13
Independent work Opsyon C: Kumpletuhin ang mga sumusunod na equation: C + O2 C + H2 Al + C
Slide 14
Ang biological na kahalagahan ng carbon ay ang lahat ng nabubuhay na organismo, nang walang pagbubukod, ay binuo mula sa mga carbon compound. Ang isang tampok ng mga carbon atom ay ang kanilang kakayahang kumonekta sa isa't isa, na bumubuo ng mahabang chain na naglalaman ng milyun-milyon at bilyun-bilyong carbon atoms na konektado sa mga atom ng iba pang mga elemento. Ang mga posibleng estado ng oksihenasyon ng carbon ay +4, +2, -4. Ang carbon ay maaaring maging parehong ahente ng oxidizing at isang ahente ng pagbabawas na mas madalas na nagpapakita ng mga katangian ng pag-oxidize na may hydrogen at mga metal, na may oxygen, mga oksido, at ang carbon ay isang ahente ng pagbabawas. Allotropic na pagbabago ng carbon - brilyante, grapayt, carbyne, fullerene. Konklusyon sa aralin Ang biological na kahalagahan ng carbon ay...(?) Ang isang tampok ng mga carbon atom ay ang kanilang kakayahang bumuo...(?) Posibleng mga estado ng oksihenasyon ng carbon...(?) Ang carbon sa mga kemikal na reaksyon ay nagpapakita ng redox duality, halimbawa... Ang allotropic modification ng carbon ay ...(?)
Slide 15
"Carbon subgroup" - Colombian emerald at Ceylon sapphire. Ang mga depositong pang-industriya ay nauugnay sa mga kimberlite at placer. Ang coke ay ginagamit sa mga blast furnace upang tunawin ang baboy na bakal mula sa ores. Poll: Pagbubuod ng materyal na sakop: Semiconductor. Ang pangunahing mga dayuhang gumagawa ng mga bansa: South Africa, Congo (Zaire), Botswana, Namibia. Ang phenomenon ng adsorption ay natuklasan ng Russian chemist na LOVITZ.
"Allotropy ng carbon" - Inihanda ng guro ng kimika ng sekondaryang paaralan No. 16 Regina Lvovna Samoilova. Mga layunin at layunin. Nagpapagaling. CO2. Napaka-matatag na sangkap sa kemikal. Mayroon itong layered na istraktura. 2.CF4. Graphite. - 4?. ahente ng pagbabawas. Oxidizer. Fullerenes. Carbon grade 9. Amorphous na carbon. Adsorption.
“Carbon cycle in nature” - Ang pinakamatinding biogeochemical cycle ay ang carbon cycle. Ginawa ni: A.S. Bolshakov. Carbon cycle sa kalikasan. Ang carbon ay kasangkot sa pagbuo ng carbohydrates, fats, proteins at nucleic acids. Ang pangunahing link sa malaking carbon cycle ay ang relasyon sa pagitan ng mga proseso ng photosynthesis at aerobic respiration.
"Carbon cycle" - Anthracite. Halimbawa: CO2+4H = CH2O + H2O. Mga residu ng halaman. Hininga. Denitrification. Sa panahon ng carbon fixation. Maslova A.L. GOU No. 483. Halimbawa: kapag tumaas ang presyon. Pagguho ng lupa at pag-ulan. Carbon dioxide sa atmospera. Depende sa parehong biochemical at pisikal na proseso. Ang isang malaking halaga ng carbon ay naayos sa mga organikong molekula:
"Carbon monoxide" - Mga oxide ng carbon. Ang carbon monoxide (II) ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbabawas ng mga katangian. Kaya. Carbon monoxide (IV). Pagkuha ng carbon monoxide (IV). o carbon dioxide - isang walang kulay at walang amoy na gas. Ginamit na COR: Carbon monoxide (II). Pagpapakita ng pagpaplano ng aralin.
"Fullerenes" - I. Istraktura ng fullerenes. Carbon nanotubes. Parang isang space elevator cable. Resibo. Bilang isang semiconductor (electron acceptor). Mga kaliskis. Mga superconducting compound na may C60. Application ng nanotubes. Microscopic. Kasaysayan ng pagtuklas. Fullerenes. Paglikha ng mga mikroskopikong kaliskis. Mga antioxidant at biopharmaceutical.
Mayroong 11 presentasyon sa kabuuan
Pangyayari sa kalikasan Sa kasalukuyan, higit sa isang milyong compound ng carbon na may iba pang mga elemento ay kilala. Ang kanilang pag-aaral ay bumubuo ng isang buong agham - organic chemistry. Kasabay nito, nagsimulang pag-aralan ng mga siyentipiko ang mga katangian ng purong carbon kamakailan - mga 20 taon na ang nakalilipas.
Pangyayari sa kalikasan Ang carbon ay bahagi ng mga organikong sangkap sa mga halaman at buhay na organismo, at bahagi ito ng DNA. Nakapaloob sa kalamnan tissue - 67%, buto tissue - 36% at dugo ng tao (isang katawan ng tao na tumitimbang ng 70 kg sa average ay naglalaman ng 16 kg ng fixed carbon).
Libreng carbon Sa malayang anyo nito, ang carbon ay matatagpuan sa ilang allotropic modification - brilyante, graphite, carbyne, at napakabihirang fullerenes. Maraming iba pang mga pagbabago ang na-synthesize din sa mga laboratoryo: mga bagong fullerenes, nanotubes, nanoparticle, atbp.
50 thousand atm. at t o = 1200 o C Sa brilyante, ang bawat 4-valent carbon atom ay naka-bonding sa isa pang carbon atom sa pamamagitan ng covalent bond at ang halaga ng t" title=" Diamond Diamond density - 3.5 g/cm 3, t melt = 373 0 C, t boil = 4830 o C. Ang brilyante ay maaaring makuha mula sa grapayt sa p > 50 thousand atm at t o = 1200 o C. Sa brilyante, ang bawat 4-valent carbon atom ay nakagapos sa isa pang carbon atom sa pamamagitan ng covalent bond at ang halaga ay t." class="link_thumb"> 12 !} Diamond Ang density ng brilyante ay 3.5 g/cm 3, t melt = 373 0 C, t boil = 4830 o C. Ang brilyante ay maaaring makuha mula sa graphite sa p > 50 thousand atm. at t o = 1200 o C Sa brilyante, ang bawat 4-valent na carbon atom ay nakagapos sa isa pang carbon atom sa pamamagitan ng isang covalent bond, at ang bilang ng mga naturang atom na nakagapos sa isang balangkas ay napakalaki. 50 thousand atm. at t o = 1200 o C Sa brilyante, ang bawat 4-valent carbon atom ay nakagapos sa isa pang carbon atom sa pamamagitan ng isang covalent bond at ang halagang t "> 50 thousand atm. at t o = 1200 o C Sa brilyante, bawat 4-valent carbon atom ay konektado sa isa pang carbon atom sa pamamagitan ng isang covalent bond at ang bilang ng naturang mga atom na nakagapos sa isang balangkas ay napakalaki." > 50 thousand atm. at t o = 1200 o C Sa brilyante, ang bawat 4-valent carbon atom ay naka-bonding sa isa pang carbon atom sa pamamagitan ng covalent bond at ang halaga ng t" title=" Diamond Diamond density - 3.5 g/cm 3, t melt = 373 0 C, t boil = 4830 o C. Ang brilyante ay maaaring makuha mula sa grapayt sa p > 50 thousand atm at t o = 1200 o C. Sa brilyante, ang bawat 4-valent carbon atom ay nakagapos sa isa pang carbon atom sa pamamagitan ng isang covalent bond at ang halaga ay t."> title="Diamond Ang density ng brilyante ay 3.5 g/cm 3, t melt = 373 0 C, t boil = 4830 o C. Ang brilyante ay maaaring makuha mula sa graphite sa p > 50 thousand atm. at t o = 1200 o C Sa brilyante, ang bawat 4-valent na carbon atom ay pinagsasama sa isa pang carbon atom sa pamamagitan ng isang covalent bond at ang halaga t"> !}
Diamond Isang tuluy-tuloy na three-dimensional na network ng mga covalent bond, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng mahusay na lakas, tinutukoy ang marami sa mga katangian ng brilyante, tulad ng mahinang thermal at electrical conductivity, pati na rin ang chemical inertness. Ang mga diamante ay napakabihirang at mahalaga, ang kanilang timbang ay sinusukat sa carats (1 carat = 200 mg). Ang isang ginupit na brilyante ay tinatawag na brilyante. Ang sikat na brilyante ng Kohinoor
Ang Graphite Graphite ay nailalarawan sa pamamagitan ng mas mababang density at tigas, at ang graphite ay maaari ding hatiin sa manipis na mga natuklap. Ang mga kaliskis ay madaling dumikit sa papel, kaya naman ang mga lead ng lapis ay gawa sa grapayt. Sa loob ng mga hexagons, may posibilidad na magmetalize, na nagpapaliwanag ng magandang thermal at electrical conductivity ng graphite, pati na rin ang metallic luster nito. Graphite electrode
Carbyne Dahil sa pagkakaroon ng iba't ibang uri ng mga bono at iba't ibang paraan ng paglalagay ng mga kadena ng mga carbon atom sa kristal na sala-sala, ang mga pisikal na katangian ng carbyne ay maaaring mag-iba nang malaki. Nang maglaon, ang carbine ay natagpuan sa kalikasan sa anyo ng mga inklusyon sa natural na grapayt na nakapaloob sa mineral chaoite, pati na rin sa meteorite matter. Meteorite na naglalaman ng mga inklusyon ng carbine
Ang Fullerenes Ang Fullerenes ay isang klase ng mga kemikal na compound na ang mga molekula ay binubuo lamang ng carbon, ang bilang ng mga atomo ay pantay, mula 32 hanggang higit sa 500 ang kanilang istraktura ay convex polyhedra, na binuo mula sa mga regular na pentagons at hexagons. Fullerene C 70
Fullerenes Ang pinagmulan ng terminong "fullerene" ay nauugnay sa pangalan ng Amerikanong arkitekto na si Richard Buckminster Fuller, na nagdisenyo ng hemispherical na mga istrukturang arkitektura na binubuo ng mga hexagons at pentagons. Fuller Dome
Fullerenes Noong unang bahagi ng 70s, iminungkahi ng organic physical chemist na si E. Osawa ang pagkakaroon ng isang guwang, mataas na simetriko na molekula ng C 60, na may istraktura sa anyo ng isang pinutol na icosahedron, katulad ng isang bola ng soccer. Maya-maya (1973) ang mga siyentipikong Ruso na si D.A. Bochvar at E.G. Ginawa ng Halperin ang unang teoretikal na quantum chemical calculations ng naturang molekula at pinatunayan ang katatagan nito. Ang unang paraan para sa pagkuha at paghihiwalay ng solid crystalline fullerene ay iminungkahi noong 1990 nina W. Kretschmer at D. Huffman at mga kasamahan sa Institute of Nuclear Physics sa Heidelberg (Germany).
Fullerenes Sa kaibahan sa unang dalawa, grapayt at brilyante, na ang istraktura ay isang pana-panahong sala-sala ng mga atomo, ang ikatlong anyo ng purong carbon ay molekular. Nangangahulugan ito na ang pinakamababang elemento ng istraktura nito ay hindi isang atom, ngunit isang molekula ng carbon, na isang saradong ibabaw na may hugis ng isang globo. Modelo ng fullerene C 60
Fullerenes Sa isang fullerene, ang isang flat mesh ng hexagons (graphite mesh) ay pinagsama at tinatahi sa isang closed sphere. Sa kasong ito, ang ilang mga hexagon ay na-convert sa mga pentagon. Ang isang istraktura ay nabuo - isang pinutol na icosahedron. Ang bawat vertex ng figure na ito ay may tatlong pinakamalapit na kapitbahay. Ang bawat hexagon ay napapaligiran ng tatlong hexagons at tatlong pentagon, at ang bawat pentagon ay napapaligiran lamang ng mga hexagon. Fullerenes na may n 
Fullerenes Ang mga molekula ng fullerene, kung saan ang mga carbon atoms ay nakaugnay sa isa't isa sa pamamagitan ng parehong single at double bond, ay mga three-dimensional na analogue ng mga aromatic na istruktura. Ang pagkakaroon ng mataas na electronegativity, kumikilos sila bilang malakas na oxidizing agent sa mga reaksiyong kemikal. Sa pamamagitan ng pag-attach sa kanilang mga sarili ng mga radical ng iba't ibang mga kemikal na kalikasan, ang mga fullerenes ay may kakayahang bumuo ng isang malawak na klase ng mga compound ng kemikal na may iba't ibang mga katangian ng physicochemical.
Fullerenes Ang isang fullerite na kristal ay may density na 1.7 g/cm 3, na makabuluhang mas mababa kaysa sa density ng graphite (2.3 g/cm 3) at brilyante (3.5 g/cm 3). Ang molekula ng C 60 ay nananatiling matatag sa isang hindi gumagalaw na kapaligiran ng argon hanggang sa mga temperatura ng pagkakasunud-sunod ng 1700 K. Sa pagkakaroon ng oxygen sa 500 K, ang makabuluhang oksihenasyon ay sinusunod sa pagbuo ng CO at CO 2. Sa temperatura ng silid, nangyayari ang oksihenasyon kapag na-irradiated sa mga photon na may enerhiya na 0.55 eV. na makabuluhang mas mababa kaysa sa enerhiya ng mga nakikitang light photon (1.54 eV). Samakatuwid, ang purong fullerite ay dapat na naka-imbak sa dilim.
Fullerenes Ang pinaka-epektibong paraan para sa paggawa ng fullerenes ay batay sa thermal decomposition ng graphite. Ang figure ay nagpapakita ng isang diagram ng pag-install para sa paggawa ng fullerenes, na ginamit ni V. Kretchmer. Ang sputtering ng grapayt ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpasa ng isang kasalukuyang sa pamamagitan ng mga electrodes na may dalas na 60 Hz, ang kasalukuyang halaga ay mula 100 hanggang 200 A, boltahe V. Diagram ng pag-install para sa paggawa ng fullerenes 1-graphite electrodes 2-cooled copper bus 3-copper casing 4-springs
Fullerenes Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng pag-igting sa tagsibol, posible na matiyak na ang bulk ng ibinibigay na kapangyarihan ay inilabas sa arko, at hindi sa graphite rod. Ang silid ay puno ng helium, ang ibabaw ng tanso na pambalot, na pinalamig ng tubig, ay natatakpan ng produkto ng pagsingaw ng grapayt, i.e. graphite soot. Kung ang nagresultang pulbos ay nasimot at itago sa kumukulong toluene sa loob ng ilang oras, isang maitim na kayumangging likido ang makukuha. Kapag ito ay sumingaw sa isang umiikot na evaporator, isang pinong pulbos ang nakuha, naglalaman ito ng hanggang 10% fullerenes C 60 (90%) at C 70 (10%).
Nanotubes Kasama ng mga istrukturang spheroidal carbon, ang mga pinahabang cylindrical na istruktura, ang tinatawag na mga nanotubes, na nakikilala sa pamamagitan ng isang malawak na iba't ibang mga katangian ng physicochemical, ay maaari ding mabuo. Ang perpektong nanotube ay isang graphite plane na pinagsama sa isang silindro, na may linya na may mga regular na hexagons, sa mga vertices kung saan matatagpuan ang mga carbon atoms. Istraktura ng isang nanotube
Nanotube Ang figure ay nagpapakita ng isang idealized na modelo ng isang single-walled nanotube. Ang nasabing tubo ay nagtatapos sa mga hemispherical vertices na naglalaman, kasama ng mga regular na hexagons, anim na regular na pentagon. Ang pagkakaroon ng mga pentagons sa mga dulo ng mga tubo ay nagpapahintulot sa amin na isaalang-alang ang mga ito bilang ang paglilimita ng kaso ng mga fullerene molecule, ang haba ng longitudinal axis na kung saan ay makabuluhang lumampas sa kanilang diameter.
Nanotubes Ang mga multiwalled nanotubes ay naiiba sa mga single-walled nanotubes sa mas malawak na iba't ibang mga hugis at configuration. Ang mga posibleng varieties ng transverse na istraktura ng multiwalled nanotubes ay ipinakita sa figure. Ang uri ng istraktura ng "Russian nesting doll" ay isang koleksyon ng mga single-walled nanotubes (a) na nakapugad sa loob ng bawat isa. Ang isa pang pagkakaiba-iba ng istrukturang ito, na ipinapakita sa Figure b, ay isang koleksyon ng mga prisma na nakapugad sa bawat isa. Sa wakas, ang huli sa mga ibinigay na istruktura (c) ay kahawig ng isang scroll..
Nanotube Ang isang nanotube ay maaaring makuha mula sa pinahabang mga fragment ng grapayt, na pagkatapos ay baluktot sa isang tubo. Upang bumuo ng mga pinahabang fragment, kinakailangan ang mga espesyal na kondisyon ng pag-init para sa grapayt. Ang mga pinakamainam na kondisyon para sa paggawa ng nanotubes ay natanto sa isang arc discharge gamit ang grapayt bilang isang elektrod. Ang mga single-walled nanotubes ay nabuo sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang maliit na karumihan ng Fe, Co, Ni, Cd sa anode (ibig sabihin, sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga catalyst). Bilang karagdagan, ang mga single-walled nanotubes ay nakuha sa pamamagitan ng oksihenasyon ng multi-walled nanotubes. Para sa layunin ng oksihenasyon, ang mga multiwalled nanotubes ay ginagamot ng oxygen sa ilalim ng katamtamang pag-init, o sa kumukulong nitric acid. Pinapayagan ng oksihenasyon na maalis ang mga tuktok na layer mula sa multilayer tube at malantad ang mga dulo nito.
Nanotube Maraming mga teknolohikal na aplikasyon ng nanotubes ay batay sa kanilang mataas na tiyak na lugar sa ibabaw (sa kaso ng isang nanotube na may isang pader, mga 600 sq. m bawat 1/g), na nagbubukas ng posibilidad ng kanilang paggamit bilang isang buhaghag na materyal sa mga filter , atbp. Ang ganitong mga katangian ng isang nanotube bilang maliit na sukat nito, na malaki ang pagkakaiba-iba depende sa mga kondisyon ng synthesis, electrical conductivity, mekanikal na lakas at katatagan ng kemikal, ay nagbibigay-daan sa amin upang isaalang-alang ang nanotube bilang batayan para sa hinaharap na mga elemento ng microelectronic. Napatunayan sa pamamagitan ng mga kalkulasyon na ang pagpapakilala ng isang pares ng pentagon-heptagon sa isang perpektong istraktura ng nanotube bilang isang depekto ay nagbabago sa mga elektronikong katangian nito. Ang isang nanotube na may isang depekto na naka-embed dito ay maaaring ituring na isang semiconductor metal, na, sa prinsipyo, ay maaaring maging batayan ng isang elemento ng semiconductor na may maliit na sukat.
Nanoparticle Sa panahon ng pagbuo ng fullerenes mula sa grapayt, nanoparticle ay nabuo din. Ito ay mga saradong istruktura na katulad ng mga fullerenes, ngunit mas malaki ang laki. Hindi tulad ng fullerenes, sila, tulad ng mga nanotubes, ay maaaring maglaman ng ilang mga layer, ay may istraktura ng mga saradong graphite shell na nakapugad sa bawat isa. Sa mga nanopartikel, katulad ng graphite, ang mga atomo sa loob ng shell ay konektado sa pamamagitan ng mga kemikal na bono, at ang mahinang interaksyon ng van der Waals ay nagpapatakbo sa pagitan ng mga atomo ng mga kalapit na shell. Karaniwan, ang mga shell ng nanoparticle ay may hugis na malapit sa isang polyhedron. Sa istraktura ng bawat naturang shell, bilang karagdagan sa mga hexagons, tulad ng sa istraktura ng grapayt, mayroong 12 mga pentagons ng karagdagang mga pares ng lima at mga heptagons ay sinusunod.
Konklusyon Bagaman ang mga fullerenes ay may maikling kasaysayan, ang lugar na ito ng agham ay mabilis na umuunlad, na umaakit ng higit at higit pang mga bagong mananaliksik. Kabilang dito ang tatlong lugar: fullerene physics, fullerene chemistry at fullerene technology. Ang Fullerene physics ay tumatalakay sa pag-aaral ng istruktura, mekanikal, magnetic, at optical na katangian ng fullerenes at ang kanilang mga compound. Kasama rin dito ang pag-aaral ng kalikasan ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga carbon atom sa mga compound na ito, ang mga katangian at istraktura ng mga sistema na binubuo ng mga fullerene molecule. Ang Fullerene physics ay ang pinaka-advanced na sangay sa larangan ng fullerenes. Ang kimika ng fullerenes ay nauugnay sa paglikha at pag-aaral ng mga bagong compound ng kemikal, ang batayan nito ay fullerenes, at pinag-aaralan din ang mga proseso ng kemikal kung saan sila lumahok. Dapat pansinin na sa mga tuntunin ng mga konsepto at pamamaraan ng pananaliksik, ang sangay ng kimika na ito ay sa panimula ay naiiba sa tradisyonal na kimika sa maraming paraan. Kasama sa teknolohiyang Fullerene ang parehong mga pamamaraan para sa paggawa ng fullerenes at ang iba't ibang mga aplikasyon nito.
