Алмаз графит

Алмаз- графит

Алмаз. При слове “алмаз” сразу же вспоминаются окутанные завести тайны истории, повествующие о поисках сокровищ. Когда-то люди, охотившиеся за алмазами, и не подозревали, что предметов их страсти является кристаллический углерод-тот самый углерод, который образует сажу, копоть и уголь. Впервые это доказал Лавуазье. Он поставил опыт по сжиганию алмаза, используя собранную специально для этой цели зажигательную машину. Оказалось, алмаз сгорает на воздухе при температуре около 700 С, не оставляя твердого остатка, как и обычный уголь.

В структуре алмаза каждый атом углерода имеет четырех соседей, которые расположены от него на равных расстояниях в вершинах тетраэдра. Весь кристалл представляет собой единый трехмерный каркас. С этим связаны многие свойства алмаза, в частности его самая высокая среди минералов твердость. Она-то и дала камню имя, которое происходит от греч.”адамас”-“твердый”,”непреклонный”,”несокрушимый”.

Кристаллы алмаза, особенно ограненные (бриллианты), очень сильно преломляют свет. Этим и обусловлена знаменитая “игра бриллиантов”.

В России ювелирные алмазы вошли в моду в середине 18 в. Ими украшали не только царские диадемы и скипетры, но также брелки, застежки, трости, табакерки и даже обувь! Мелкие алмазы используются для резки стекла и металлов, служат наконечниками сверл, резцов. Алмазный порошок издревле применяют для полировки и огранки драгоценных камней.

Графит. В древности графит считали одним из минералов свинца, возможно из-за того, что, подобно свинцу, он оставляет на бумаге след. В 18 в.

К.В. Шееле доказал, что графит представляет собой “особый минеральный уголь”. Родственные отношения между алмазом и графитом были подробно изучены коллегой Лавуазье французским химиком Луи Бернаром Гитоном де Морво: при осторожном нагревании алмаза без доступа воздуха он получил порошок графита.

Графит - мягкое вещество серого цвета. Атомы углерода связаны в нем в плоские слои, состоящие из соединенных ребрами шестиугольником, на подобие пчелиных сот. Каждый атом в таком слое имеет трех соседей, угол между связями С-С-С равен 120 . Для образования трех ковалентных связей атом предоставляет три электрона, а четвертый электрон, образуя п-связи, делокализован по всему кристаллу. Этим объясняются такие свойства графита, как металлический блеск и электропроводность.

Поскольку электронные облака атомов из соседних плоских слоев перекрываются, между слоями возникают слабые связи, которые рвутся даже

при незначительной нагрузке. Для того чтобы в этом убедиться, достаточно провести карандашом по листу бумаги: на листе останется след из чешуек графита.

Графит широко применяется в технике. Графитовый порошок используют для изготовления минеральных красок, а также в качестве смазочного материала между отдельными слоями графита взаимодействие настолько слабое, что возникает скольжение. Графитовые стержни служат электродами во многих электрохимических процессах; из смеси графита с глиной изготовляют тигли для плавки металлов. Блоки из особо чистого графита являются основным материалом для создания атомных реакторов. В первом отечественном реакторе, например, было использовано 450т графита. В отсутствие кислорода графит и алмаз выдерживают нагревание до высоких температур: эти вещества переходят в газовую фазу в виде молекул сп лишь при 3000 С. Поэтому графит используют как теплозащитный материал для головных частей ракет.

Графит - наиболее устойчивая при комнатной температуре аллотропная

модификация углерода. Теоретически все алмазы должны были уже давно превратиться в графит, но с заметной скоростью такая реакция идет лишь начиная с температуры около 1000 С, а при 2000 С она происходит почти мгновенно. Однако с практической точки зрения гораздо больший интерес представляет обратный процесс-превращение графита в алмаз. Это становится возможным при температуре около 3000 С и давлении 3*106 атм. К сожалению, алмазы, которые удается получить из графита, обычно очень мелкие и невысокого качества. Они могут быть использованы лишь для технических целей.