Φυσικές και χημικές ιδιότητες του άνθρακα. Καταστάσεις σθένους του ατόμου άνθρακα

Γενικές Πληροφορίες και Μέθοδοι Απόκτησης

Ο άνθρακας (C) είναι αμέταλλο. Το όνομα προέρχεται από τη λέξη κάρβουνο και στη φύση απαντάται τόσο σε ελεύθερη κατάσταση όσο και με τη μορφή πολυάριθμων ενώσεων. Ως προϊόντα αποσύνθεσης αρχαίων σχηματισμών, υπάρχουν κάρβουνα, το κύριο συστατικό των οποίων είναι ο άνθρακας.

Το πετρέλαιο, ο οζοκερίτης (κερί του βουνού) και η άσφαλτος είναι επίσης ενώσεις άνθρακα, οι οποίες προφανώς προήλθαν από την αποσύνθεση αρχαίων οργανισμών,

Ο άνθρακας είναι το κύριο συστατικό του ζωικού και φυτικού κόσμου.

Παρά τη μεγάλη ποικιλία συστημάτων στερεού συμπυκνωμένου άνθρακα (άνθρακας, οπτάνθρακας, αιθάλης, γραφίτης, διαμάντι κ.λπ.), έχει δύο κρυσταλλικές τροποποιήσεις: εξαγωνική (ισορροπία) σε μορφή γραφίτη και κυβική (μετασταθή) σε μορφή διαμαντιού. Ο άνθρακας που λαμβάνεται με τη θερμική αποσύνθεση των ενώσεων του έχει ένα πυκνό μαύρο χρώμα. Προηγουμένως, ο μαύρος άνθρακας θεωρούνταν μια ειδική άμορφη τροποποίηση του στοιχείου. Σύμφωνα με πρόσφατα δεδομένα, η λεπτή δομή αυτής της τροποποίησης αντιστοιχεί στον γραφίτη.

Ο γραφίτης σχηματίζει αρκετά εκτεταμένα κοιτάσματα. Οι καλοσχηματισμένοι κρύσταλλοι γραφίτη είναι σπάνιοι. Ο γραφίτης είναι εύκαμπτος, μαλακός, έχει ελαφρά μεταλλική λάμψη και διακρίνεται από τη βρωμιά. Ο φυσικός γραφίτης συχνά μολύνεται με άλλα στοιχεία (μέχρι 20°/ο), επομένως, ο τεχνητός γραφίτης υψηλής καθαρότητας χρησιμοποιείται για τις ανάγκες της σύγχρονης τεχνολογίας και, κυρίως, της πυρηνικής ενέργειας. Για την παραγωγή τεχνητού γραφίτη, το πετρελαϊκό κοκ χρησιμοποιείται κυρίως ως πληρωτικό και η λιθανθρακόπισσα ως συνδετικό. Ως πρόσθετα στο πληρωτικό χρησιμοποιούνται φυσικός γραφίτης και αιθάλη. Μερικές φορές ορισμένες συνθετικές ρητίνες, όπως φουρανικές ή φαινολικές ρητίνες, χρησιμοποιούνται ως συνδετικό. Η παραγωγή του τεχνητού γραφίτη συνίσταται σε μια σειρά μηχανικών εργασιών (θραύση, άλεση, κοσκίνισμα του οπτάνθρακα σε κλάσματα, ανάμειξη οπτάνθρακα με συνδετικά, τεμάχια χύτευσης) και θερμική ανόπτηση σε διαφορετικές θερμοκρασίες και διάρκειες. Grafitization - η τελική θερμική επεξεργασία που μετατρέπει το υλικό άνθρακα σε γραφίτη, πραγματοποιείται στους 3000-3100°C.

Ο άνθρακας σε σχήμα διαμαντιού είναι ένας πολύ σκληρός, απολύτως διαφανής (στην καθαρή του μορφή) κρύσταλλοι που διαθλούν έντονα το φως. Οι φυσικές όψεις ενός διαμαντιού είναι συχνά οι όψεις των κανονικών οκταέδρων. Ωστόσο, υπάρχουν και άλλες μορφές του κυβικού συστήματος μεταξύ του τετράεδρου nx, γεγονός που δείχνει ότι το διαμάντι ανήκει στο τετραεδρικό ημίεδρο του κυβικού συστήματος.

Στη φύση, τα διαμάντια βρίσκονται κυρίως σε πλακίδια, δηλαδή σε αλλουβιακά πετρώματα. Σε πολλά σημεία έχουν βρεθεί διαμάντια σε ολιβίνες ηφαιστειακής προέλευσης, στους λεγόμενους σωλήνες κιμπερλίτη.

Στη μεταπολεμική περίοδο καθιερώθηκε η βιομηχανική παραγωγή τεχνητών διαμαντιών ως απαραίτητη πρώτη ύλη για την κατασκευή διαφόρων πολτών και εργαλείων κοπής.

Φυσικές ιδιότητες

Ατομικά χαρακτηριστικά. Ο ατομικός αριθμός του άνθρακα είναι 6, η ατομική μάζα είναι 12,01115 amu, ο ατομικός όγκος είναι 3,42 * 10-6 m 3 / mol. Το συνσθενές ατομικής ακτίνας είναι 0,077 nm. ιοντική ακτίνα C 4 + 0,02 nm. Η διαμόρφωση των εξωτερικών φλοιών ηλεκτρονίων του ατόμου άνθρακα είναι 2n,2 2p2. Ο άνθρακας αποτελείται από δύο σταθερά ισότοπα |2C και |3C, οι αφθονίες των οποίων είναι αντίστοιχα 98.892 και 1.108%. Είναι γνωστά ραδιενεργά ισότοπα με μάζες 10, 11, 14, 15, ο χρόνος ημιζωής των οποίων είναι αντίστοιχα 19,1 s, 1224 s, 5567 έτη, 2,4 s.

Αλλοτροπικές τροποποιήσεις - γραφίτης και διαμάντι. Ο γραφίτης έχει ένα εξαγωνικό κυβικό πλέγμα, οι περίοδοι του οποίου σε θερμοκρασία δωματίου είναι: a=0,2456 nm, c=0,6696 nm. Το διαμάντι έχει ένα κυβικό πλέγμα με περίοδο a = 0,356679 nm. Δυναμικό ιοντισμού του ατόμου άνθρακα / (eV): 11.264; 24.376; 47,86. Ηλεκτραρνητικότητα 2.5. Συνάρτηση εργασίας των ηλεκτρονίων<р=4,7 эВ. Эффективное поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 0,0034*10 -28 м 2 .

Πυκνότητα. Σε θερμοκρασία δωματίου, η πυκνότητα ακτίνων Χ του γραφίτη είναι 2,666 Mg/m 3, η πυκνομετρική πυκνότητα είναι 2,253 Mg/m 3. Υπό τις ίδιες συνθήκες, η πυκνότητα ακτίνων Χ του διαμαντιού είναι 3,515 Mg/m 3 και η πυκνομετρική πυκνότητα είναι 3,514 Mg/m 3 .

Μηχανικές ιδιότητες

Το διαμάντι ξεπερνά σε σκληρότητα όλες τις άλλες ουσίες, επομένως μπορεί να αλεσθεί και γενικά να επεξεργαστεί μόνο με σκόνη διαμαντιού. Παρά την υψηλή σκληρότητά του, το διαμάντι είναι πολύ εύθραυστο.

Η μικροσκληρότητα του διαμαντιού σύμφωνα με τον Knupp στους 20 °C είναι 88200 MPa. Μικροσκληρότητα, που προσδιορίζεται με χρήση συμβατικής πυραμίδας, 78500 MPa. Αντοχή σε εφελκυσμό σε θερμοκρασία δωματίου а в - = 1760-4-1780 MPa; μέτρο κανονικής ελαστικότητας σε τάση E = 1141,1 GPa, προς την κατεύθυνση t=1202 GPa, και προς την κατεύθυνση t=1052 GPa (τα δεδομένα αναφέρονται σε θερμοκρασία δωματίου).

Ο γραφίτης είναι λιγότερο σκληρός από το διαμάντι. Στην κλίμακα Mohs, η σκληρότητα του διαμαντιού είναι 10 και η σκληρότητα του γραφίτη είναι 1. ηλεκτρόδιο). Στην εγκάρσια διεύθυνση a n = 6,18n-8,93 MPa. Στα νήματα του γραφίτη, μπορείτε να πάρετε o B =26- i -28 MPa. ισχύς 480-500 MPa επιτεύχθηκε σε "μουστάκια" γραφίτη (τα δεδομένα αναφέρονται σε θερμοκρασία δωματίου). Ο γραφίτης αντέχει σχετικά καλά τα θλιπτικά φορτία. Έτσι, o ™ του γραφίτη αντιδραστήρα στους 20 "C είναι 20,6-34,3 MPa. Σε πυκνό γραφίτη, αυτό το χαρακτηριστικό μπορεί να αυξηθεί στα 70 MPa. Συμπιεστότητα γραφίτη u \u003d 3,24 * 10 -11 Pa-1, συμπιεστότητα διαμαντιού x \u003d -Γιού - "Πα -1.

Χημικές ιδιότητες

Στις ενώσεις, εμφανίζει καταστάσεις οξείδωσης -4, +2 και +4.

Ο άνθρακας, ανεξάρτητα από την τροποποίηση, έχει χαμηλή χημική δράση. Δεν διαλύεται σε κοινούς διαλύτες, αλλά διαλύεται καλά σε λιωμένα μέταλλα, ιδιαίτερα σε μέταλλα IVA - V1IIA των υποομάδων του Περιοδικού Πίνακα. Όταν τα τήγματα ψύχονται, ο άνθρακας καθιζάνει είτε με τη μορφή ελεύθερου γραφίτη είτε με τη μορφή ενώσεων μετάλλου-άνθρακα. Το διαμάντι έχει πολύ υψηλή χημική αντοχή. Δεν επηρεάζεται από οξέα ή βάσεις. Όταν θερμαίνεται σε οξυγόνο πάνω από 800 °C, το διαμάντι καίγεται σε CO 2 . Εάν το διαμάντι θερμαίνεται χωρίς πρόσβαση στον αέρα, τότε μετατρέπεται σε γραφίτη.

Ο γραφίτης δέχεται πιο εύκολα χημική επίθεση από το διαμάντι. όταν θερμαίνεται σε καθαρό οξυγόνο, αναφλέγεται ήδη στους 637-642 C. Ο γραφίτης, που έχει υγρανθεί με πυκνό νιτρικό οξύ, διογκώνεται όταν θερμαίνεται σε κόκκινη θερμότητα. Όταν υποβάλλεται σε επεξεργασία με πυκνό θειικό οξύ παρουσία οξειδωτικών παραγόντων, ο γραφίτης διογκώνεται και γίνεται σκούρο μπλε. Ορισμένες ποιότητες μαύρου άνθρακα αναφλέγονται σε ατμόσφαιρα οξυγόνου ακόμη και σε ελαφρά θέρμανση. Ο μαύρος άνθρακας ήδη αλληλεπιδρά με το φθόριο σε συνηθισμένες θερμοκρασίες. Όταν θερμαίνεται, ο άνθρακας συνδυάζεται με πολλά στοιχεία: υδρογόνο, θείο, πυρίτιο, βόριο κ.λπ. Στη φύση παρατηρείται μεγάλη ποικιλία ενώσεων άνθρακα-υδρογόνου.

Όταν αλληλεπιδρά με το οξυγόνο, ο άνθρακας σχηματίζει δύο απλά οξείδια. Το προϊόν της πλήρους καύσης του άνθρακα είναι το διοξείδιο του CO 2, με την ατελή καύση σχηματίζεται οξείδιο του CO. Η θερμότητα σχηματισμού CO 2 κατά την οξείδωση του γραφίτη D # 0 br = 395,2 kJ / mol, και CO D / / 0 br = 111,5 kJ / / mol, δηλ. πολύ χαμηλότερη. Το CO2 είναι ένα άχρωμο, μη εύφλεκτο αέριο με ελαφρά γλυκιά μυρωδιά. Είναι 1.529 φορές βαρύτερο από τον αέρα, υγροποιείται εύκολα στους 20 °C και σε πίεση 5,54 MPa, σχηματίζοντας ένα άχρωμο υγρό. Κρίσιμη θερμοκρασία C0 2 31,4 °C, κρίσιμη πίεση 7,151 MPa. Σε κανονική πίεση, το CO 2 εξαχνώνεται σε

78,32 °C. Το CO σχηματίζεται κατά την καύση του άνθρακα με ανεπαρκή ροή αέρα· είναι ένα δηλητηριώδες αέριο που δεν έχει ούτε οσμή ούτε χρώμα. Δεν υποστηρίζει καύση, αλλά είναι από μόνο του εύφλεκτο. 0,967 φορές ελαφρύτερο από τον αέρα. Σε ατμοσφαιρική πίεση, το CO υγροποιείται στους -191,34°C και στερεοποιείται στους -203,84°C.

Ο άνθρακας αλληλεπιδρά με το θείο. Όταν οι ατμοί του περνούν πάνω από ζεστό ξυλάνθρακα, σχηματίζεται διθειάνθρακας CS 2 (δισουλφίδιο του άνθρακα). Τα θειούχα κατώτερου άνθρακα είναι ασταθή. Ο δισουλφίδιο του άνθρακα είναι ένα άχρωμο υγρό με αποπνικτική οσμή. Το σημείο βρασμού του CS 2 είναι 46,2 "C, η στερεοποίηση είναι -110,6 ° C. Η τάση ατμών του CS 2 στους 293 Κ είναι 0,0385 MPa. Ο δισουλφίδιο του άνθρακα είναι μια ενδόθερμη ένωση, περίπου 64,5 kJ / mol απελευθερώνεται κατά την αποσύνθεσή του. CS 2 εκρηκτικό, αλλά η εκρηκτική αντίδραση δεν εξαπλώνεται ευρέως. Από άλλες ενώσεις άνθρακα με θείο, πρέπει να σημειωθεί το COS, το οποίο είναι ένα άχρωμο και άοσμο αέριο· το COS είναι πολύ εύφλεκτο. Το COS σχηματίζεται όταν ένα μείγμα θείου και μονοξειδίου του άνθρακα Ο ατμός διέρχεται μέσω ενός θερμού σωλήνα μαζί. Το COS υγροποιείται όταν ^ 49,9 "C, και σκληραίνει στους -137,8 ° C.

Ο άνθρακας αντιδρά με το άζωτο. Όταν διάφορα οργανικά προϊόντα (δέρμα, μαλλί κ.λπ.) φρύνονται χωρίς πρόσβαση στον αέρα, σχηματίζονται ενώσεις που περιέχουν τη μονοσθενή ρίζα CN. Το απλούστερο οξύ HCN, το οποίο είναι παράγωγο του κυανίου, ονομάζεται υδροκυάνιο και τα κυανίδια του ήλιου. Το υδροκυανικό οξύ είναι ένα άχρωμο υγρό που βράζει στους 26,66 ° C. σε υψηλή αραίωση, έχει οσμή παρόμοια με αυτή του πικραμύγδαλου. Το HCN σκληραίνει στους -14,85°C, εξαιρετικά τοξικό. Τα κυανίδια του καλίου και του νατρίου χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή χρυσού, καθώς και στην ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση πολύτιμων μετάλλων.

Υπάρχουν ενώσεις άνθρακα με αλογόνα. Το φθόριο άνθρακα CF 4 είναι ένα άχρωμο αέριο με σημείο βρασμού -128 "C, σημείο τήξης -183,44 ° C. Το CF 4 λαμβάνεται είτε με άμεση αλληλεπίδραση φθορίου και άνθρακα είτε με τη δράση του AgF στο CC1 4 στους 300 ° C. Τετραχλωριούχος άνθρακας SCC- άχρωμο, μη εύφλεκτο υγρό με ελαφρά χαρακτηριστική οσμή. Το SSC βράζει στους 76,86°C και στερεοποιείται στους -22,77°C. Σε συνηθισμένες θερμοκρασίες, το SCC είναι χημικά αδρανές, δεν αντιδρά με βάσεις ή οξέα. Το STS διαλύει πολύ καλά οργανικές ουσίες. χρησιμοποιείται συχνά ως διαλύτης για λίπη, έλαια, ρητίνες κ.λπ.

Οι ενώσεις του άνθρακα με μέταλλα, καθώς και με βόριο και πυρίτιο, ονομάζονται καρβίδια. Τα καρβίδια χωρίζονται σε δύο κύριες κατηγορίες: υδατοδιασπώμενα και αδιάβροχα. Τα διασπώμενα στο νερό καρβίδια μπορούν να θεωρηθούν ως άλατα ακετυλενίου. σύμφωνα με αυτό, η σύνθεση αντιστοιχεί στους γενικούς τύπους Me ^ Cr, Me "C2 και Me2 (C2) 3. Τα ακετυλίδια διασπώνται με νερό ή αραιά οξέα για να σχηματίσουν ακετυλένιο.

Η ομάδα των καρβιδίων ανθεκτικών στο νερό ή σε αραιά οξέα περιλαμβάνει ενώσεις άνθρακα με μέταλλα μετάπτωσης, καθώς και SiC. Η κρυσταλλική δομή των καρβιδίων, με εξαίρεση το SiC, είναι κυβική, τύπου NaCl. Τέτοια καβρίδια ονομάζονται μερικές φορές ενώσεις που μοιάζουν με μέταλλα, καθώς έχουν υψηλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα και έχουν μεταλλική λάμψη. Η ένωση του πυριτίου με τον άνθρακα SiC είναι το καρβορούνδιο. Έχει πολύ υψηλή σκληρότητα και η κρυσταλλική του δομή είναι παρόμοια με το διαμάντι. Η θερμότητα σχηματισμού του SiC D # 0 br = 117,43 kJ / mol. Στα καρβίδια που είναι ανθεκτικά στο νερό και στα μη αραιωμένα οξέα περιλαμβάνονται επίσης τα B 4 C, Cr 4 C, Cr 3 C 2 και μερικά άλλα.

Τομείς χρήσης

Ο άνθρακας έχει λάβει την ευρύτερη εφαρμογή στη μεταλλουργική βιομηχανία, κυρίως στην παραγωγή υψικαμίνων, όπου χρησιμοποιείται η ικανότητά του να αποκαθιστά το σίδηρο από τα μεταλλεύματα. Ο άνθρακας στην παραγωγή υψικάμινου χρησιμοποιείται με τη μορφή οπτάνθρακα, ο οποίος λαμβάνεται με θέρμανση άνθρακα χωρίς αέρα. Το μεταλλουργικό κοκ περιέχει έως και 90% C, 1% Η, 3% Ο, 0,5-1% Ν και 5% τέφρα, δηλ. πυρίμαχα εξαρτήματα. Η οπτάνθρακα καίγεται με μια γαλαζωπή φλόγα χωρίς αιθάλη και η θερμιδική του αξία είναι 30-32 MJ/kg. Ο γραφίτης χρησιμοποιείται ως πυρίμαχο υλικό για την τήξη χωνευτηρίων που είναι ανθεκτικό στις γρήγορες αλλαγές θερμοκρασίας. Χρησιμοποιείται επίσης για την κατασκευή μολυβιών, λιπαντικών, πυρίμαχων χρωμάτων κ.λπ.

Ο γραφίτης, ο οποίος έχει υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, βρίσκει διάφορες εφαρμογές στην ηλεκτρική μηχανική και την ηλεκτροδιαμόρφωση (ηλεκτρόδια, άνθρακες μικροφώνου, ορισμένες ποιότητες γραφίτη για λαμπτήρες πυρακτώσεως κ.λπ.). Είναι επίσης ένα από τα δομικά υλικά για πυρηνικούς αντιδραστήρες. Η παραγωγή γραφίτη στη χώρα μας ρυθμίζεται από το GOST 17022-81, το οποίο ισχύει για τους κύριους τύπους φυσικού γραφίτη. Σύμφωνα με αυτό το GOST, τρεις ποιότητες λιπαντικού γραφίτη GS-1 έως 3, δύο ποιότητες χωνευτηρίου γραφίτη GT, δύο ποιότητες γραφίτη χυτηρίου GL, τρεις ποιότητες γραφίτη συσσωρευτή GAK, τέσσερις ποιότητες ηλεκτρογονάνθρακα GEM γραφίτη, τρεις ποιότητες στοιχειώδους γραφίτη GE (που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή γαλβανικών κυψελών) παράγονται, δύο ποιότητες γραφίτη μολυβιού GK, δύο ποιότητες γραφίτη διαμαντιού GAL (για την παραγωγή διαμαντιών και άλλων προϊόντων όπου απαιτείται υψηλή αδράνεια, καθαρότητα και ηλεκτρική αγωγιμότητα). Η περιεκτικότητα σε τέφρα στις χαμηλότερες ποιότητες λιπαντικού, ηλεκτροδίου και γραφίτη χυτηρίου είναι 13-18 °/o και σε ορισμένες περιπτώσεις έως 25% κατά βάρος (για παράδειγμα,

Στη βιομηχανία πυρηνικής ενέργειας χρησιμοποιείται τεχνητός γραφίτης, η μέθοδος χρήσης του οποίου αναπτύχθηκε στα τέλη του περασμένου αιώνα.

Ο άνθρακας είναι, ίσως, το κύριο και πιο εκπληκτικό χημικό στοιχείο στη Γη, γιατί με τη βοήθειά του σχηματίζεται ένας τεράστιος αριθμός από διάφορες ενώσεις, τόσο ανόργανες όσο και οργανικές. Ο άνθρακας είναι η βάση όλων των ζωντανών όντων, μπορούμε να πούμε ότι ο άνθρακας, μαζί με το νερό και το οξυγόνο, είναι η βάση της ζωής στον πλανήτη μας! Ο άνθρακας έχει μια ποικιλία μορφών που δεν μοιάζουν ούτε στις φυσικοχημικές τους ιδιότητες ούτε στην εμφάνιση. Αλλά είναι όλα άνθρακα!

Ιστορία της ανακάλυψης του άνθρακα

Ο άνθρακας είναι γνωστός στην ανθρωπότητα από την αρχαιότητα. Ο γραφίτης και ο άνθρακας χρησιμοποιήθηκαν από τους αρχαίους Έλληνες και τα διαμάντια χρησιμοποιήθηκαν στην Ινδία. Είναι αλήθεια ότι ενώσεις παρόμοιες στην εμφάνιση συχνά μπερδεύονταν με γραφίτη. Ωστόσο, ο γραφίτης χρησιμοποιήθηκε ευρέως στην αρχαιότητα, ιδιαίτερα για τη γραφή. Ακόμη και το όνομά του προέρχεται από την ελληνική λέξη "grapho" - "γράφω". Ο γραφίτης χρησιμοποιείται πλέον στα μολύβια. Τα διαμάντια διακινήθηκαν για πρώτη φορά στη Βραζιλία το πρώτο μισό του 18ου αιώνα, από τότε έχουν ανακαλυφθεί πολλά κοιτάσματα και το 1970 αναπτύχθηκε μια τεχνολογία για την τεχνητή παραγωγή διαμαντιών. Τέτοια τεχνητά διαμάντια χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, ενώ τα φυσικά, με τη σειρά τους, χρησιμοποιούνται σε κοσμήματα.

άνθρακα στη φύση

Η πιο σημαντική ποσότητα άνθρακα συλλέγεται στην ατμόσφαιρα και στην υδρόσφαιρα με τη μορφή διοξειδίου του άνθρακα. Η ατμόσφαιρα περιέχει περίπου 0,046% άνθρακα, και ακόμη περισσότερο - σε διαλυμένη μορφή στον Παγκόσμιο Ωκεανό.

Επιπλέον, όπως είδαμε παραπάνω, ο άνθρακας είναι η βάση των ζωντανών οργανισμών. Για παράδειγμα, ένα ανθρώπινο σώμα 70 κιλών περιέχει περίπου 13 κιλά άνθρακα! Είναι μόνο σε ένα άτομο! Και ο άνθρακας βρίσκεται επίσης σε όλα τα φυτά και τα ζώα. Σκεφτείτε λοιπόν...

Ο κύκλος του άνθρακα στη φύση

Αλλοτροπικές τροποποιήσεις του άνθρακα

Ο άνθρακας είναι ένα μοναδικό χημικό στοιχείο που σχηματίζει τις λεγόμενες αλλοτροπικές τροποποιήσεις ή, πιο απλά, διάφορες μορφές. Αυτές οι τροποποιήσεις χωρίζονται σε κρυσταλλικές, άμορφες και σε μορφή συστάδων.

Οι κρυσταλλικές τροποποιήσεις έχουν το σωστό κρυσταλλικό πλέγμα. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει: διαμάντι, φουλερίτη, γραφίτη, λονσδαλεΐτη, ίνες άνθρακα και σωλήνες. Η συντριπτική πλειοψηφία των κρυσταλλικών τροποποιήσεων άνθρακα βρίσκεται στην πρώτη θέση στην κατάταξη «Τα σκληρότερα υλικά στον κόσμο».

Αλλοτροπικές μορφές άνθρακα: α) λονσδαλεΐτης; β) διαμάντι.
γ) γραφίτης. δ) άμορφος άνθρακας. ε) C60 (fullerene); στ) γραφένιο.
ζ) νανοσωλήνα μονής στρώσης

Οι άμορφες μορφές σχηματίζονται από άνθρακα με μικρές ακαθαρσίες άλλων χημικών στοιχείων. Οι κύριοι εκπρόσωποι αυτής της ομάδας είναι: άνθρακας (πέτρα, ξύλο, ενεργοποιημένο), αιθάλη, ανθρακίτης.

Οι πιο περίπλοκες και υψηλής τεχνολογίας είναι οι ενώσεις άνθρακα με τη μορφή συστάδων. Τα σμήνη είναι μια ειδική δομή στην οποία τα άτομα άνθρακα είναι διατεταγμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να σχηματίζουν ένα κοίλο σχήμα που είναι γεμάτο από το εσωτερικό με άτομα άλλων στοιχείων, όπως το νερό. Δεν υπάρχουν τόσοι πολλοί εκπρόσωποι σε αυτή την ομάδα, περιλαμβάνει νανοκώνους άνθρακα, αστραλένια και δικάρβουνα.

Γραφίτης - η «σκοτεινή πλευρά» του διαμαντιού

Εφαρμογή άνθρακα

Ο άνθρακας και οι ενώσεις του έχουν μεγάλη σημασία στη ζωή του ανθρώπου. Ο άνθρακας αποτελεί τους κύριους τύπους καυσίμων στη Γη - φυσικό αέριο και πετρέλαιο. Οι ενώσεις άνθρακα χρησιμοποιούνται ευρέως στη χημική και μεταλλουργική βιομηχανία, στις κατασκευές, τη μηχανική και την ιατρική. Οι αλλοτροπικές τροποποιήσεις με τη μορφή διαμαντιών χρησιμοποιούνται στα κοσμήματα, ο φουλερίτης και ο λονσδαλεΐτης στην επιστήμη των πυραύλων. Διάφορα λιπαντικά για μηχανισμούς, τεχνικό εξοπλισμό και πολλά άλλα κατασκευάζονται από ενώσεις άνθρακα. Η βιομηχανία στις μέρες μας δεν μπορεί να κάνει χωρίς άνθρακα, χρησιμοποιείται παντού!

1. Σε όλες τις οργανικές ενώσεις, το άτομο άνθρακα έχει σθένος 4.

2. Ο άνθρακας είναι ικανός να σχηματίζει απλά και πολύ σύνθετα μόρια (υψηλομοριακές ενώσεις: πρωτεΐνες, καουτσούκ, πλαστικά).

3. Τα άτομα άνθρακα συνδυάζονται όχι μόνο με άλλα άτομα, αλλά και μεταξύ τους, σχηματίζοντας διάφορες αλυσίδες άνθρακα - άνθρακα - ευθείες, διακλαδισμένες, κλειστές:

4. Για τις ενώσεις του άνθρακα χαρακτηριστικό είναι το φαινόμενο της ισομέρειας, δηλ. όταν οι ουσίες έχουν την ίδια ποιοτική και ποσοτική σύσταση, αλλά διαφορετική χημική δομή, άρα και διαφορετικές ιδιότητες. Για παράδειγμα: ο εμπειρικός τύπος C 2 H 6 O αντιστοιχεί σε δύο διαφορετικές δομές ουσιών:

αιθυλική αλκοόλη, διμεθυλαιθέρας,

υγρό, τ 0 κιπ. \u003d +78 0 С αέριο, t 0 kip. \u003d -23,7 0 С

Επομένως, η αιθυλική αλκοόλη και ο διμεθυλαιθέρας είναι ισομερή.

5. Τα υδατικά διαλύματα των περισσότερων οργανικών ουσιών είναι μη ηλεκτρολύτες, τα μόριά τους δεν αποσυντίθενται σε ιόντα.

Ισομέρεια.

Το 1823 ανακαλύφθηκε το φαινόμενο ισομερισμός- την ύπαρξη ουσιών με την ίδια σύνθεση μορίων, αλλά με διαφορετικές ιδιότητες. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των ισομερών; Δεδομένου ότι η σύνθεσή τους είναι η ίδια, η αιτία μπορεί να αναζητηθεί μόνο σε διαφορετική σειρά σύνδεσης των ατόμων σε ένα μόριο.

Ακόμη και πριν από τη δημιουργία της θεωρίας της χημικής δομής, ο Α.Μ. Ο Butlerov προέβλεψε ότι για το βουτάνιο C 4 H 10, το οποίο έχει γραμμική δομή CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 3 t 0 (bp. -0,5 0 C), η ύπαρξη άλλης ουσίας με τον ίδιο μοριακό τύπο, αλλά με διαφορετική την αλληλουχία σύνδεσης των ατόμων άνθρακα σε ένα μόριο:

ισοβουτάνιο

t 0 kip. - 11,7 0 С

Ετσι, ισομερή- πρόκειται για ουσίες που έχουν τον ίδιο μοριακό τύπο, αλλά διαφορετική χημική δομή και επομένως διαφορετικές ιδιότητες. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ισομερισμού − κατασκευαστικόςΚαι χωρική.

Κατασκευαστικόςονομάζονται ισομερή, που έχουν διαφορετική σειρά σύνδεσης ατόμων σε ένα μόριο. Υπάρχουν τρεις τύποι του:

Ισομερισμός του σκελετού άνθρακα:

Γ - Γ - Γ - Γ - Γ Γ - Γ - Γ - Γ

Ισομέρεια πολλαπλών δεσμών:

C \u003d C - C - C C - C \u003d C - C

Διαταξική ισομέρεια:

προπιονικό οξύ

Χωρική ισομέρεια.Τα χωρικά ισομερή έχουν τους ίδιους υποκαταστάτες σε κάθε άτομο άνθρακα. Διαφέρουν όμως στην αμοιβαία διευθέτησή τους στο χώρο. Υπάρχουν δύο τύποι αυτού του ισομερισμού: ο γεωμετρικός και ο οπτικός. Ο γεωμετρικός ισομερισμός είναι χαρακτηριστικός ενώσεων που έχουν επίπεδη δομή μορίων (αλκένια, κυκλοαλκάνια, αλκαδιένια κ.λπ.). Εάν οι ίδιοι υποκαταστάτες σε άτομα άνθρακα, για παράδειγμα, με διπλό δεσμό, βρίσκονται στη μία πλευρά του επιπέδου του μορίου, τότε αυτό θα είναι ένα cis-ισομερές, στις αντίθετες πλευρές - ένα trans-ισομερές:

Οπτικός ισομερισμός- χαρακτηριστικό ενώσεων που έχουν ασύμμετρο άτομο άνθρακα, το οποίο συνδέεται με τέσσερις διαφορετικούς υποκαταστάτες. Τα οπτικά ισομερή είναι κατοπτρικές εικόνες το ένα του άλλου. Για παράδειγμα:

Η ηλεκτρονική δομή του ατόμου.

Η δομή του ατόμου μελετάται στην ανόργανη χημεία και τη φυσική. Είναι γνωστό ότι ένα άτομο καθορίζει τις ιδιότητες ενός χημικού στοιχείου. Ένα άτομο αποτελείται από έναν θετικά φορτισμένο πυρήνα, στον οποίο συγκεντρώνεται όλη του η μάζα, και από αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια που περιβάλλουν τον πυρήνα.

Δεδομένου ότι οι πυρήνες των ατόμων που αντιδρούν δεν αλλάζουν κατά τη διάρκεια των χημικών αντιδράσεων, οι φυσικές και χημικές ιδιότητες των ατόμων εξαρτώνται από τη δομή των κελυφών ηλεκτρονίων των ατόμων. Τα ηλεκτρόνια μπορούν να μετακινηθούν από το ένα άτομο στο άλλο, μπορούν να συνδυάζονται και ούτω καθεξής. Επομένως, θα εξετάσουμε λεπτομερώς το ζήτημα της κατανομής των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο με βάση την κβαντική θεωρία της δομής των ατόμων. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, ένα ηλεκτρόνιο έχει ταυτόχρονα τις ιδιότητες ενός σωματιδίου (μάζα, φορτίο) και μια κυματική συνάρτηση. Για τα κινούμενα ηλεκτρόνια, είναι αδύνατο να προσδιοριστεί η ακριβής θέση. Βρίσκονται στο διάστημα κοντά στον ατομικό πυρήνα. Μπορεί να οριστεί πιθανότηταβρίσκοντας ένα ηλεκτρόνιο σε διάφορα μέρη του χώρου. Το ηλεκτρόνιο είναι, σαν να λέγαμε, «αλειμμένο» σε αυτόν τον χώρο με τη μορφή ενός νέφους (Εικόνα 1), του οποίου η πυκνότητα μειώνεται.

Εικόνα 1.

Η περιοχή του χώρου στην οποία η πιθανότητα εύρεσης ηλεκτρονίου είναι μέγιστη (≈ 95%) ονομάζεται τροχιάς.

Σύμφωνα με την κβαντομηχανική, η κατάσταση ενός ηλεκτρονίου σε ένα άτομο καθορίζεται από τέσσερις κβαντικούς αριθμούς: κύριος (n), τροχιάς (μεγάλο), μαγνητικός(Μ)Και γνέθω(μικρό).

Κύριος κβαντικός αριθμός n - χαρακτηρίζει την ενέργεια του ηλεκτρονίου, την απόσταση του τροχιακού από τον πυρήνα, δηλ. επίπεδο ενέργειας και παίρνει τιμές 1, 2, 3, κ.λπ. ή Κ, Λ, Μ, Ν, κ.λπ. Η τιμή n = 1 αντιστοιχεί στη χαμηλότερη ενέργεια. Με την αύξηση nη ενέργεια του ηλεκτρονίου αυξάνεται. Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων στο ενεργειακό επίπεδο καθορίζεται από τον τύπο: N = 2n2, όπου n είναι ο αριθμός επιπέδου, επομένως, όταν:

n=1 N=2 n=3 N=18

n = 2 N = 8 n = 4 N = 32 κ.λπ.

Εντός των ενεργειακών επιπέδων, τα ηλεκτρόνια είναι διατεταγμένα σε υποεπίπεδα (ή υποκελύφη). Ο αριθμός τους αντιστοιχεί στον αριθμό του ενεργειακού επιπέδου, αλλά χαρακτηρίζονται τροχιακός κβαντικός αριθμός l,που καθορίζει το σχήμα του τροχιακού. Παίρνει τιμές από 0 έως n-1. Στο

n=1 μεγάλο= 0 n = 2 μεγάλο= 0, 1 n = 3 μεγάλο= 0, 1, 2 n = 4 μεγάλο= 0, 1, 2, 3

Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων σε ένα υποεπίπεδο καθορίζεται από τον τύπο: 2(2l + 1). Για τα υποεπίπεδα, οι χαρακτηρισμοί γραμμάτων γίνονται δεκτοί:

μεγάλο = 1, 2, 3, 4

Επομένως, εάν n = 1, μεγάλο= 0, υποεπίπεδο s.

n = 2 μεγάλο= 0, 1, υποεπίπεδο s, p.

Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων στα υποεπίπεδα:

N s = 2 N d = 10

N p = 6 N f = 14, κ.λπ.

Δεν μπορεί να υπάρχουν περισσότεροι από αυτούς τους αριθμούς ηλεκτρονίων σε υποεπίπεδα. Το σχήμα του νέφους ηλεκτρονίων καθορίζεται από την τιμή μεγάλο. Στο
μεγάλο= 0 (s-τροχιακό) το ηλεκτρονιακό νέφος έχει σφαιρικό σχήμα και δεν έχει χωρικό προσανατολισμό.

Σχήμα 2.

Στο l = 1 (ρ-τροχιακό), το νέφος ηλεκτρονίων έχει το σχήμα αλτήρα ή το σχήμα ενός "σχήματος οκτώ":

Εικόνα 3

Μαγνητικός κβαντικός αριθμός mχαρακτηρίζει
διάταξη των τροχιακών στο διάστημα. Μπορεί να λάβει τις τιμές οποιωνδήποτε αριθμών από –l έως +l, συμπεριλαμβανομένου του 0. Ο αριθμός των πιθανών τιμών του μαγνητικού κβαντικού αριθμού για μια δεδομένη τιμή μεγάλοισούται με (2 μεγάλο+ 1). Για παράδειγμα:

μεγάλο= 0 (s-τροχιακό) m = 0, δηλ. Το τροχιακό s έχει μόνο μία θέση στο διάστημα.

μεγάλο= 1 (ρ-τροχιακό) m = -1, 0, +1 (3 τιμές).

μεγάλο= 2 (d-τροχιακό) m = -2, -1, 0, +1, +2, κ.λπ.

Τα τροχιακά p και d έχουν 3 και 5 καταστάσεις, αντίστοιχα.

Τα τροχιακά p επιμηκύνονται κατά μήκος των αξόνων συντεταγμένων και συμβολίζονται με p x, p y, p z -τροχιακά.

Spin κβαντικός αριθμός s- χαρακτηρίζει την περιστροφή ενός ηλεκτρονίου γύρω από τον άξονά του δεξιόστροφα και αριστερόστροφα. Μπορεί να έχει μόνο δύο τιμές +1/2 και -1/2. Η δομή του ηλεκτρονιακού κελύφους ενός ατόμου αντιπροσωπεύεται από έναν ηλεκτρονικό τύπο που δείχνει την κατανομή των ηλεκτρονίων σε ενεργειακά επίπεδα και υποεπίπεδα. Σε αυτούς τους τύπους, τα επίπεδα ενέργειας συμβολίζονται με τους αριθμούς 1, 2, 3, 4 ..., υποεπίπεδα - με τα γράμματα s, p, d, f. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων σε ένα υποεπίπεδο γράφεται ως δύναμη. Για παράδειγμα: ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων ανά s 2 , p 6 , d 10 , f 14 .

Οι ηλεκτρονικοί τύποι απεικονίζονται συχνά γραφικά, οι οποίοι δείχνουν την κατανομή των ηλεκτρονίων όχι μόνο σε επίπεδα και υποεπίπεδα, αλλά και σε τροχιακά, που συμβολίζονται με ένα ορθογώνιο. Τα υποεπίπεδα χωρίζονται σε κβαντικά κύτταρα.

Δωρεάν κβαντικό κύτταρο

Κύτταρο με ασύζευκτο ηλεκτρόνιο

Κύτταρο με ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια

Υπάρχει ένα κβαντικό κελί στο υποεπίπεδο s.

Υπάρχουν 3 κβαντικά κύτταρα στο p-υποεπίπεδο.

Υπάρχουν 5 κβαντικά κύτταρα στο d-υποεπίπεδο.

Υπάρχουν 7 κβαντικά κύτταρα στο υποεπίπεδο f.

Προσδιορίζεται η κατανομή των ηλεκτρονίων στα άτομα Αρχή PauliΚαι Ο κανόνας του Γκουντ. Σύμφωνα με την αρχή Pauli: ένα άτομο δεν μπορεί να έχει ηλεκτρόνια με τις ίδιες τιμές και των τεσσάρων κβαντικών αριθμών.Σύμφωνα με την αρχή Pauli, σε ένα ενεργειακό κύτταρο μπορεί να υπάρχουν ένα, το πολύ δύο ηλεκτρόνια με αντίθετα σπιν. Η πλήρωση των κυψελών γίνεται σύμφωνα με την αρχή Hund, σύμφωνα με την οποία τα ηλεκτρόνια βρίσκονται πρώτα ένα προς ένα σε κάθε μεμονωμένο κύτταρο, στη συνέχεια, όταν καταλαμβάνονται όλα τα κύτταρα ενός δεδομένου υποεπίπεδου, αρχίζει το ζευγάρωμα των ηλεκτρονίων.

Η ακολουθία πλήρωσης τροχιακών ατομικών ηλεκτρονίων καθορίζεται από τους κανόνες του V. Klechkovsky, ανάλογα με το άθροισμα (n + μεγάλο):

Πρώτον, συμπληρώνονται αυτά τα υποεπίπεδα, για τα οποία αυτό το ποσό είναι μικρότερο.

για τις ίδιες τιμές του αθροίσματος (n + μεγάλο) πρώτα, το υποεπίπεδο γεμίζει με μια μικρότερη τιμή n.

Για παράδειγμα:

α) εξετάστε την πλήρωση των υποεπιπέδων 3d και 4s. Ας ορίσουμε το άθροισμα (n + μεγάλο):

y 3d(n + μεγάλο) = 3 + 2 = 5, y 4s (n + μεγάλο) = 4 + 0 = 4, άρα συμπληρώνεται πρώτα το υποεπίπεδο 4s και μετά το υποεπίπεδο 3d.

β) για τα υποεπίπεδα 3d, 4p, 5s, το άθροισμα των τιμών (n + μεγάλο) = 5. Σύμφωνα με τον κανόνα Klechkovsky, η γέμιση ξεκινά με μικρότερη τιμή n, δηλ. 3d → 4p → 5s. Η πλήρωση των ενεργειακών επιπέδων και των υποεπιπέδων των ατόμων με ηλεκτρόνια γίνεται με την ακόλουθη σειρά: σθένος n = 2 n = 1

Το Be έχει ένα ζευγαρωμένο ζεύγος ηλεκτρονίων στο υποεπίπεδο 2s 2. Για να φέρει ενέργεια από το εξωτερικό, αυτό το ζεύγος ηλεκτρονίων μπορεί να διαχωριστεί και το άτομο μπορεί να γίνει σθένος. Σε αυτή την περίπτωση, συμβαίνει η μετάβαση ενός ηλεκτρονίου από ένα υποεπίπεδο σε ένα άλλο υποεπίπεδο. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διέγερση του ηλεκτρονίου.Ο γραφικός τύπος Be in the excited θα μοιάζει με:

και το σθένος είναι 2.

Σε κατάσταση σύνδεσης άνθρακαςείναι μέρος των λεγόμενων οργανικών ουσιών, δηλ. πολλές ουσίες που υπάρχουν στο σώμα κάθε φυτού και ζώου. Έχει τη μορφή διοξειδίου του άνθρακα στο νερό και τον αέρα και με τη μορφή αλάτων διοξειδίου του άνθρακα και οργανικών υπολειμμάτων στο έδαφος και στη μάζα του φλοιού της γης. Η ποικιλία των ουσιών που συνθέτουν το σώμα των ζώων και των φυτών είναι γνωστή σε όλους. Κερί και λάδι, νέφτι και ρητίνη, βαμβακερό χαρτί και πρωτεΐνη, φυτικός κυτταρικός ιστός και ζωικός μυϊκός ιστός, τρυγικό οξύ και άμυλο - όλες αυτές και πολλές άλλες ουσίες που περιλαμβάνονται στους ιστούς και τους χυμούς των φυτών και των ζώων είναι ενώσεις άνθρακα. Το πεδίο των ενώσεων άνθρακα είναι τόσο μεγάλο που αποτελεί έναν ειδικό κλάδο της χημείας, δηλαδή τη χημεία του άνθρακα ή, καλύτερα, των ενώσεων υδρογονανθράκων.

Αυτά τα λόγια από τα Fundamentals of Chemistry του D. I. Mendeleev χρησιμεύουν ως μια λεπτομερής επιγραφή στην ιστορία μας σχετικά με το ζωτικό στοιχείο - τον άνθρακα. Ωστόσο, υπάρχει μια θέση εδώ, η οποία, από τη σκοπιά της σύγχρονης επιστήμης της ύλης, μπορεί να υποστηριχθεί, αλλά περισσότερα για αυτήν παρακάτω.

Πιθανώς, τα δάχτυλα στα χέρια θα είναι αρκετά για να μετρήσουν τα χημικά στοιχεία στα οποία δεν έχει αφιερωθεί τουλάχιστον ένα επιστημονικό βιβλίο. Αλλά ένα ανεξάρτητο βιβλίο λαϊκής επιστήμης - όχι κάποιου είδους μπροσούρα σε 20 ημιτελείς σελίδες με εξώφυλλο από χαρτί περιτυλίγματος, αλλά ένας αρκετά συμπαγής όγκος σχεδόν 500 σελίδων - έχει μόνο ένα στοιχείο στο περιουσιακό στοιχείο - τον άνθρακα.

Γενικά, η βιβλιογραφία για τον άνθρακα είναι η πιο πλούσια. Αυτά είναι, πρώτον, όλα τα βιβλία και τα άρθρα οργανικών χημικών ανεξαιρέτως. Δεύτερον, σχεδόν όλα όσα σχετίζονται με πολυμερή. Τρίτον, αμέτρητες δημοσιεύσεις που σχετίζονται με τα ορυκτά καύσιμα. τέταρτον, ένα σημαντικό μέρος της βιοϊατρικής βιβλιογραφίας ...

Επομένως, δεν θα προσπαθήσουμε να αγκαλιάσουμε την απεραντοσύνη (δεν είναι τυχαίο που οι συγγραφείς του δημοφιλούς βιβλίου για το στοιχείο Νο. 6 το ονόμασαν "Ανεξάντλητο"!), αλλά θα εστιάσουμε μόνο στο κύριο πράγμα από το κύριο σημείο - θα προσπαθήσουμε να δούμε τον άνθρακα από τρεις απόψεις.

Ο άνθρακας είναι ένα από τα λίγα στοιχεία«Χωρίς οικογένεια, χωρίς φυλή». Η ιστορία της ανθρώπινης επαφής με αυτή την ουσία ανάγεται στους προϊστορικούς χρόνους. Το όνομα του ανακάλυψε του άνθρακα είναι άγνωστο, και είναι επίσης άγνωστο ποια από τις μορφές του στοιχειακού άνθρακα - διαμάντι ή γραφίτης - ανακαλύφθηκε νωρίτερα. Και τα δύο συνέβησαν πολύ καιρό πριν. Μόνο ένα πράγμα μπορεί να ειπωθεί με βεβαιότητα: πριν από το διαμάντι και πριν από τον γραφίτη, ανακαλύφθηκε μια ουσία, η οποία πριν από μερικές δεκαετίες θεωρούνταν η τρίτη, άμορφη μορφή στοιχειακού άνθρακα - άνθρακα. Αλλά στην πραγματικότητα, το κάρβουνο, ακόμη και το κάρβουνο, δεν είναι καθαρός άνθρακας. Περιέχει υδρογόνο, οξυγόνο και ίχνη άλλων στοιχείων. Είναι αλήθεια ότι μπορούν να αφαιρεθούν, αλλά ακόμη και τότε ο άνθρακας του άνθρακα δεν θα γίνει ανεξάρτητη τροποποίηση του στοιχειακού άνθρακα. Αυτό καθιερώθηκε μόλις στο δεύτερο τέταρτο του αιώνα μας. Η δομική ανάλυση έδειξε ότι ο άμορφος άνθρακας είναι ουσιαστικά ο ίδιος γραφίτης. Αυτό σημαίνει ότι δεν είναι άμορφο, αλλά κρυσταλλικό. μόνο οι κρύσταλλοι του είναι πολύ μικροί και υπάρχουν περισσότερα ελαττώματα σε αυτά. Μετά από αυτό, άρχισαν να πιστεύουν ότι ο άνθρακας στη Γη υπάρχει μόνο σε δύο στοιχειώδεις μορφές - με τη μορφή γραφίτη και διαμαντιού.

Έχετε σκεφτεί ποτέ τους λόγους για την απότομη «λεκάνη απορροής» ιδιοτήτων που τρέχει στη δεύτερη σύντομη περίοδο του περιοδικού πίνακα κατά μήκος της γραμμής που χωρίζει τον άνθρακα από το άζωτο που τον ακολουθεί; Το άζωτο, το οξυγόνο, το φθόριο είναι αέρια υπό κανονικές συνθήκες. Ο άνθρακας - σε οποιαδήποτε μορφή - είναι στερεό. Το σημείο τήξης του αζώτου είναι μείον 210,5°C και ο άνθρακας (με τη μορφή γραφίτη υπό πίεση πάνω από 100 atm) είναι περίπου συν 4000°C...

Ο Dmitri Ivanovich Mendeleev ήταν ο πρώτος που πρότεινε ότι αυτή η διαφορά οφείλεται στην πολυμερή δομή των μορίων άνθρακα. Έγραψε: «Αν ο άνθρακας σχημάτιζε ένα μόριο C 2, όπως το O 2, θα ήταν αέριο». Και περαιτέρω: «Η ικανότητα των ατόμων άνθρακα να συνδυάζονται μεταξύ τους και να δίνουν σύνθετα μόρια εκδηλώνεται σε όλες τις ενώσεις άνθρακα. Σε κανένα από τα στοιχεία δεν έχει αναπτυχθεί τέτοια ικανότητα επιπλοκών σε τέτοιο βαθμό όπως στον άνθρακα. Μέχρι τώρα, δεν υπάρχει βάση για τον προσδιορισμό του βαθμού πολυμερισμού ενός μορίου άνθρακα, γραφίτη, διαμαντιού, μόνο μπορεί κανείς να σκεφτεί ότι περιέχουν C p, όπου το n είναι μεγάλη τιμή.

Ο άνθρακας και τα πολυμερή του

Αυτή η υπόθεση έχει επιβεβαιωθεί στην εποχή μας. Τόσο ο γραφίτης όσο και το διαμάντι είναι πολυμερή που αποτελούνται από τα ίδια άτομα άνθρακα.

Σύμφωνα με την εύστοχη παρατήρηση του καθηγητή Yu.V. Khodakov, «με βάση τη φύση των δυνάμεων που πρέπει να ξεπεραστούν, το επάγγελμα του αδαμαντοκόπτη θα μπορούσε να αποδοθεί σε χημικά επαγγέλματα». Πράγματι, ο κόφτης πρέπει να ξεπεράσει όχι σχετικά ασθενείς δυνάμεις διαμοριακής αλληλεπίδρασης, αλλά τις δυνάμεις του χημικού δεσμού, που συνδυάζουν άτομα άνθρακα σε ένα μόριο διαμαντιού. Οποιοσδήποτε κρύσταλλος διαμαντιού, ακόμη και ένα τεράστιο, εξακόσια γραμμάρια Cullinan, είναι ουσιαστικά ένα μόριο, ένα μόριο ενός εξαιρετικά κανονικού, σχεδόν τέλεια κατασκευασμένου, τρισδιάστατου πολυμερούς.

Ο γραφίτης είναι άλλο θέμα. Εδώ η σειρά πολυμερών εκτείνεται μόνο σε δύο κατευθύνσεις - κατά μήκος του επιπέδου και όχι στο διάστημα. Σε ένα κομμάτι γραφίτη, αυτά τα επίπεδα σχηματίζουν ένα αρκετά πυκνό πακέτο, τα στρώματα του οποίου αλληλοσυνδέονται όχι με χημικές δυνάμεις, αλλά με ασθενέστερες δυνάμεις διαμοριακής αλληλεπίδρασης. Γι' αυτό είναι τόσο εύκολο -ακόμα και από την επαφή με χαρτί- ο γραφίτης απολεπίζει. Ταυτόχρονα, είναι πολύ δύσκολο να σπάσει μια πλάκα γραφίτη στην εγκάρσια κατεύθυνση - εδώ ο χημικός δεσμός αντεπιτίθεται.

Είναι τα χαρακτηριστικά της μοριακής δομής που εξηγούν την τεράστια διαφορά στις ιδιότητες του γραφίτη και του διαμαντιού. Ο γραφίτης είναι εξαιρετικός αγωγός της θερμότητας και του ηλεκτρισμού, ενώ το διαμάντι είναι μονωτής. Ο γραφίτης δεν μεταδίδει καθόλου φως - το διαμάντι είναι διαφανές. Ανεξάρτητα από το πώς οξειδώνεται το διαμάντι, μόνο το CO 2 θα είναι το προϊόν οξείδωσης. Και με την οξείδωση του γραφίτη, πολλά ενδιάμεσα προϊόντα μπορούν να ληφθούν, εάν είναι επιθυμητό, ​​ιδιαίτερα γραφιτικά (μεταβλητή σύνθεση) και μελλιτικά C6 (COOH) 6 οξέα. Το οξυγόνο, όπως λέμε, σφηνώνεται ανάμεσα στα στρώματα ενός πακέτου γραφίτη και οξειδώνει μόνο μερικά άτομα άνθρακα. Δεν υπάρχουν αδύναμα σημεία σε έναν κρύσταλλο διαμαντιού και επομένως είναι δυνατή είτε πλήρης οξείδωση είτε πλήρης μη οξείδωση - δεν υπάρχει τρίτος τρόπος ...

Άρα, υπάρχει ένα «χωρικό» πολυμερές στοιχειακού άνθρακα, υπάρχει ένα «επίπεδο». Κατ' αρχήν, η ύπαρξη ενός «μονοδιάστατου» γραμμικού πολυμερούς άνθρακα θεωρείται από καιρό, αλλά δεν έχει βρεθεί στη φύση.

Δεν βρέθηκε για την ώρα. Λίγα χρόνια μετά τη σύνθεση, ένα γραμμικό πολυμερές άνθρακα βρέθηκε σε κρατήρα μετεωρίτη στη Γερμανία. Και οι πρώτοι Σοβιετικοί χημικοί V.V. Korshak, A.M. Sladkov, V.I. Kasatochkin και Yu.P. Kudryavtsev. Το γραμμικό πολυμερές του άνθρακα ονομάστηκε καραμπίνα. Εξωτερικά, μοιάζει με μαύρη λεπτή κρυσταλλική σκόνη, έχει ημιαγωγικές ιδιότητες και υπό τη δράση του φωτός, η ηλεκτρική αγωγιμότητα της καραμπίνας αυξάνεται πολύ. Η καραμπίνα αποκάλυψε επίσης εντελώς απροσδόκητες ιδιότητες. Αποδείχθηκε, για παράδειγμα, ότι όταν το αίμα έρχεται σε επαφή με αυτό, δεν σχηματίζει θρόμβους - θρόμβους αίματος, έτσι οι ίνες επικαλυμμένες με καρβίνη άρχισαν να χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τεχνητών αιμοφόρων αγγείων που δεν απορρίπτονται από το σώμα.

Σύμφωνα με τους ανακαλύψεις της καραμπίνας, το πιο δύσκολο πράγμα για αυτούς ήταν να προσδιορίσουν τι είδους δεσμούς συνδέονται τα άτομα άνθρακα σε μια αλυσίδα. Θα μπορούσε να έχει εναλλασσόμενους απλούς και τριπλούς δεσμούς (-C = C-C=C -C=), ή θα μπορούσε να έχει μόνο διπλούς δεσμούς (=C=C=C=C=)... Και θα μπορούσε να έχει και τους δύο ταυτόχρονα . Μόνο λίγα χρόνια αργότερα, ο Korshak και ο Sladkov κατάφεραν να αποδείξουν ότι δεν υπάρχουν διπλοί δεσμοί στην καραμπίνα. Ωστόσο, δεδομένου ότι η θεωρία επέτρεπε την ύπαρξη ενός γραμμικού πολυμερούς άνθρακα με μόνο διπλούς δεσμούς, έγινε προσπάθεια να ληφθεί αυτή η ποικιλία - στην ουσία, η τέταρτη τροποποίηση του στοιχειακού άνθρακα.

Άνθρακα σε ορυκτά

Αυτή η ουσία ελήφθη στο Ινστιτούτο Ενώσεων Οργανοστοιχείων της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ. Το νέο γραμμικό πολυμερές άνθρακα ονομάστηκε polycumulene. Και τώρα είναι γνωστά τουλάχιστον οκτώ γραμμικά πολυμερή άνθρακα, που διαφέρουν μεταξύ τους στη δομή του κρυσταλλικού πλέγματος. Στην ξένη βιβλιογραφία όλοι τους ονομάζονται καραμπίνες.

Αυτό το στοιχείο είναι πάντα τετρασθενές, αλλά δεδομένου ότι βρίσκεται ακριβώς στη μέση της περιόδου, η κατάσταση οξείδωσής του σε διαφορετικές περιστάσεις είναι είτε +4 είτε -4. Σε αντιδράσεις με αμέταλλα, είναι ηλεκτροθετικό, με μέταλλα - αντίθετα. Ακόμη και σε περιπτώσεις όπου ο δεσμός δεν είναι ιοντικός, αλλά ομοιοπολικός, ο άνθρακας παραμένει πιστός στον εαυτό του - το τυπικό του σθένος παραμένει ίσο με τέσσερα.

Υπάρχουν πολύ λίγες ενώσεις στις οποίες ο άνθρακας τουλάχιστον τυπικά εμφανίζει σθένος διαφορετικό από το τέσσερα. Μόνο μία τέτοια ένωση είναι γενικά γνωστή, το CO, το μονοξείδιο του άνθρακα, στο οποίο ο άνθρακας φαίνεται να είναι δισθενής. Ακριβώς φαίνεται, γιατί στην πραγματικότητα υπάρχει ένας πιο περίπλοκος τύπος σύνδεσης. Τα άτομα άνθρακα και οξυγόνου συνδέονται με έναν 3-ομοιοπολικό πολωμένο δεσμό και ο δομικός τύπος αυτής της ένωσης γράφεται ως εξής: O + \u003d C ".

Το 1900, ο M. Gomberg έλαβε την οργανική ένωση τριφαινυλομεθύλιο (C 6 H 5) 3 C. Φαινόταν ότι το άτομο άνθρακα εδώ ήταν τρισθενές. Αλλά αργότερα αποδείχθηκε ότι αυτή τη φορά το ασυνήθιστο σθένος ήταν καθαρά τυπικό. Το τριφαινυλομεθύλιο και τα ανάλογα του είναι ελεύθερες ρίζες, αλλά σε αντίθεση με τις περισσότερες ρίζες, είναι αρκετά σταθερές.

Ιστορικά, πολύ λίγες ενώσεις άνθρακα έχουν παραμείνει «κάτω από τη στέγη» της ανόργανης χημείας. Αυτά είναι οξείδια του άνθρακα, καρβίδια - οι ενώσεις του με μέταλλα, καθώς και βόριο και πυρίτιο, ανθρακικά - άλατα του ασθενέστερου ανθρακικού οξέος, δισουλφίδιο του άνθρακα CS 2, ενώσεις κυανίου. Πρέπει να παρηγορηθούμε με το γεγονός ότι, όπως συμβαίνει συχνά (ή συνέβη) στην παραγωγή, ο «άξονας» αντισταθμίζει τις ελλείψεις στην ονοματολογία. Πράγματι, το μεγαλύτερο μέρος του άνθρακα του φλοιού της γης δεν περιέχεται σε φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς, όχι στον άνθρακα, το πετρέλαιο και όλη την άλλη οργανική ύλη μαζί, αλλά σε δύο μόνο ανόργανες ενώσεις - τον ασβεστόλιθο CaCO 3 και τον δολομίτη MgCa (CO 3 ) 2. Ο άνθρακας είναι μέρος μερικών δεκάδων ακόμη ορυκτών, απλά θυμηθείτε το μάρμαρο CaCO 3 (με πρόσθετα), Cu 2 (OH) 2 CO 3 μαλαχίτη, ZnCO 3 smithsonite ορυκτό ψευδάργυρο ... Υπάρχει άνθρακας τόσο στα πυριγενή πετρώματα όσο και στους κρυσταλλικούς σχιστόλιθους.

Τα ορυκτά που περιέχουν καρβίδια είναι πολύ σπάνια. Κατά κανόνα, πρόκειται για ουσίες ιδιαίτερα βαθιάς προέλευσης. Επομένως, οι επιστήμονες υποθέτουν ότι υπάρχει άνθρακας στον πυρήνα της υδρογείου.

Για τη χημική βιομηχανία, ο άνθρακας και οι ανόργανες ενώσεις του παρουσιάζουν σημαντικό ενδιαφέρον - πιο συχνά ως πρώτες ύλες, λιγότερο συχνά ως δομικά υλικά.

Πολλές συσκευές στις χημικές βιομηχανίες, όπως οι εναλλάκτες θερμότητας, είναι κατασκευασμένες από γραφίτη. Και αυτό είναι φυσικό: ο γραφίτης έχει μεγάλη θερμική και χημική αντοχή και ταυτόχρονα μεταφέρει πολύ καλά τη θερμότητα. Παρεμπιπτόντως, χάρη στις ίδιες ιδιότητες, ο γραφίτης έχει γίνει ένα σημαντικό υλικό για την τεχνολογία jet. Τα πηδάλια είναι κατασκευασμένα από γραφίτη, λειτουργώντας απευθείας στη φλόγα της συσκευής ακροφυσίων. Είναι πρακτικά αδύνατο να αναφλεγεί ο γραφίτης στον αέρα (ακόμα και σε καθαρό οξυγόνο, δεν είναι εύκολο να γίνει αυτό), και για να εξατμιστεί ο γραφίτης, χρειάζεται μια θερμοκρασία πολύ υψηλότερη από αυτή που αναπτύσσεται ακόμη και σε μια μηχανή πυραύλων. Και επιπλέον, υπό κανονική πίεση, ο γραφίτης, όπως ο γρανίτης, δεν λιώνει.

Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς τη σύγχρονη ηλεκτροχημική παραγωγή χωρίς γραφίτη. Τα ηλεκτρόδια γραφίτη χρησιμοποιούνται όχι μόνο από ηλεκτρομεταλλουργούς, αλλά και από χημικούς. Αρκεί να υπενθυμίσουμε ότι στους ηλεκτρολύτες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή καυστικής σόδας και χλωρίου, οι άνοδοι είναι γραφίτης.

Χρήση άνθρακα

Πολλά βιβλία έχουν γραφτεί για τη χρήση ενώσεων άνθρακα στη χημική βιομηχανία. Το ανθρακικό ασβέστιο, ο ασβεστόλιθος, χρησιμεύει ως πρώτη ύλη στην παραγωγή ασβέστη, τσιμέντου, καρβιδίου του ασβεστίου. Ένα άλλο ορυκτό - ο δολομίτης - είναι ο «προπάτορας» μιας μεγάλης ομάδας πυρίμαχων υλικών δολομίτη. Ανθρακικό και διττανθρακικό νάτριο - ανθρακικό νάτριο και σόδα πόσης. Ένας από τους κύριους καταναλωτές ανθρακικού νατρίου ήταν και παραμένει η βιομηχανία γυαλιού, η οποία χρειάζεται περίπου το ένα τρίτο της παγκόσμιας παραγωγής Na 2 CO 3 .

Και τέλος, λίγα για τα καρβίδια. Συνήθως, όταν λένε καρβίδιο, εννοούν καρβίδιο ασβεστίου - μια πηγή ακετυλενίου, και, κατά συνέπεια, πολυάριθμα προϊόντα οργανικής σύνθεσης. Αλλά το καρβίδιο του ασβεστίου, αν και το πιο διάσημο, δεν είναι σε καμία περίπτωση η μόνη πολύ σημαντική και απαραίτητη ουσία αυτής της ομάδας. Το καρβίδιο του βορίου B 4 C είναι ένα σημαντικό υλικό για την ατομική

τεχνολογία, καρβίδιο του πυριτίου SiC ή καρβορούνδιο είναι το πιο σημαντικό λειαντικό υλικό. Τα καρβίδια πολλών μετάλλων χαρακτηρίζονται από υψηλή χημική αντοχή και εξαιρετική σκληρότητα. Το carborundum, για παράδειγμα, είναι μόνο ελαφρώς κατώτερο από το διαμάντι. Η σκληρότητά του στην κλίμακα Mooca είναι 9,5-9,75 (διαμάντι - 10). Αλλά το καρβορούνδιο είναι φθηνότερο από το διαμάντι. Λαμβάνεται σε ηλεκτρικούς κλιβάνους σε θερμοκρασία περίπου 2000 ° C από ένα μείγμα οπτάνθρακα και χαλαζιακή άμμο.

Σύμφωνα με τον διάσημο Σοβιετικό επιστήμονα ακαδημαϊκό I.L. Knunyants, η οργανική χημεία μπορεί να θεωρηθεί ως ένα είδος γέφυρας που ρίχνεται από την επιστήμη από την άψυχη φύση στην υψηλότερη μορφή της - τη ζωή. Και μόλις πριν από ενάμιση αιώνα, οι ίδιοι οι καλύτεροι χημικοί εκείνης της εποχής πίστεψαν και δίδαξαν στους οπαδούς τους ότι η οργανική χημεία είναι η επιστήμη των ουσιών που σχηματίζονται με τη συμμετοχή και υπό την καθοδήγηση κάποιας περίεργης «ύλης» - της δύναμης της ζωής. Σύντομα όμως αυτή η δύναμη στάλθηκε στον κάδο των φυσικών επιστημών. Οι συνθέσεις πολλών οργανικών ουσιών -ουρία, οξικό οξύ, λίπη, ουσίες που μοιάζουν με ζάχαρη- το έκαναν απλώς περιττό.

Εμφανίστηκε ο κλασικός ορισμός του K. Schorlemmer, ο οποίος δεν έχασε το νόημά του ούτε 100 χρόνια αργότερα: «Οργανική χημεία είναι η χημεία των υδρογονανθράκων και των παραγώγων τους, δηλαδή τα προϊόντα που σχηματίζονται όταν το υδρογόνο αντικαθίσταται από άλλα άτομα ή ομάδες ατόμων».

Άρα, τα οργανικά είναι η χημεία ούτε καν ενός στοιχείου, αλλά μόνο μιας κατηγορίας ενώσεων αυτού του στοιχείου. Μα τι τάξη! Μια τάξη χωρισμένη όχι μόνο σε ομάδες και υποομάδες - σε ανεξάρτητες επιστήμες. Προέκυψαν από τα οργανικά, τη βιοχημεία, τη χημεία των συνθετικών πολυμερών, τη χημεία των βιολογικά δραστικών και φαρμακευτικών ενώσεων που προέρχονται από οργανικά ...

Εκατομμύρια οργανικές ενώσεις (ενώσεις άνθρακα!) και περίπου εκατό χιλιάδες ενώσεις όλων των άλλων στοιχείων σε συνδυασμό είναι πλέον γνωστές.

Είναι γνωστό ότι η ζωή χτίζεται με βάση τον άνθρακα. Αλλά γιατί ακριβώς ο άνθρακας - το ενδέκατο πιο άφθονο στοιχείο στη Γη - ανέλαβε το δύσκολο έργο να είναι η βάση όλης της ζωής;

Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα είναι διφορούμενη. Πρώτον, «σε κανένα από τα στοιχεία δεν έχει αναπτυχθεί τέτοια ικανότητα επιπλοκών σε τέτοιο βαθμό όπως στον άνθρακα». Δεύτερον, ο άνθρακας μπορεί να συνδυαστεί με τα περισσότερα στοιχεία και με μεγάλη ποικιλία τρόπων. Τρίτον, ο δεσμός μεταξύ ατόμων άνθρακα, καθώς και με άτομα υδρογόνου, οξυγόνου, αζώτου, θείου, φωσφόρου και άλλων στοιχείων που συνθέτουν οργανικές ουσίες, μπορεί να καταστραφεί υπό την επίδραση φυσικών παραγόντων. Επομένως, ο άνθρακας κυκλοφορεί συνεχώς στη φύση: από την ατμόσφαιρα στα φυτά, από τα φυτά στους ζωικούς οργανισμούς, από τους ζωντανούς στους νεκρούς,

από τους νεκρούς στους ζωντανούς...

Τα τέσσερα σθένη ενός ατόμου άνθρακα είναι σαν τέσσερα χέρια. Και αν δύο τέτοια άτομα συνδέονται, τότε υπάρχουν ήδη έξι «βραχίονες». Ή - τέσσερα, εάν δαπανηθούν δύο ηλεκτρόνια για το σχηματισμό ενός ζεύγους (διπλός δεσμός). Ή - μόνο δύο, εάν ο δεσμός, όπως στην ακετυλίνη, είναι τριπλός. Αλλά αυτοί οι δεσμοί (λέγονται ακόρεστοι) είναι σαν μια βόμβα στην τσέπη ή ένα τζίνι σε ένα μπουκάλι. Κρύβονται προς το παρόν, αλλά την κατάλληλη στιγμή απελευθερώνονται για να πάρουν το φόρο τους σε ένα θυελλώδες, τζόγο παιχνίδι χημικών αλληλεπιδράσεων και μετασχηματισμών. Μια μεγάλη ποικιλία δομών σχηματίζεται ως αποτέλεσμα αυτών των «παιχνιδιών» εάν σε αυτά εμπλέκεται άνθρακας. Οι συντάκτες της «Παιδικής Εγκυκλοπαίδειας» υπολόγισαν ότι από 20 άτομα άνθρακα και 42 άτομα υδρογόνου μπορούν να ληφθούν 366.319 διαφορετικοί υδρογονάνθρακες, 366.319 ουσίες της σύνθεσης C 20 H42. Και αν δεν υπάρχουν έξι δωδεκάδες συμμετέχοντες στο «παιχνίδι», αλλά αρκετές χιλιάδες. αν ανάμεσά τους είναι εκπρόσωποι όχι δύο «ομάδων», αλλά, ας πούμε, οκτώ!

Όπου υπάρχει άνθρακας, υπάρχει ποικιλομορφία. Όπου υπάρχει άνθρακας, υπάρχουν δυσκολίες. Και τα πιο διαφορετικά σχέδια στη μοριακή αρχιτεκτονική. Απλές αλυσίδες, όπως στο βουτάνιο CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 3 ή το πολυαιθυλένιο - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - και διακλαδισμένες δομές, η απλούστερη από αυτές είναι το ισοβουτάνιο.

C (ανθρακικό), ένα μη μεταλλικό χημικό στοιχείο της ομάδας IVA (C, Si, Ge, Sn, Pb) του Περιοδικού Πίνακα Στοιχείων. Εμφανίζεται στη φύση με τη μορφή κρυστάλλων διαμαντιών (Εικ. 1), γραφίτη ή φουλερενίου και άλλες μορφές και αποτελεί μέρος οργανικών (άνθρακας, πετρελαίου, ζωικών και φυτικών οργανισμών κ.λπ.) και ανόργανων ουσιών (ασβεστόλιθος, μαγειρική σόδα κ.λπ. .). Ο άνθρακας είναι ευρέως διαδεδομένος, αλλά η περιεκτικότητά του στον φλοιό της γης είναι μόνο 0,19% ( δείτε επίσηςΔΙΑΜΑΝΤΙ; FULLERENES).

Ο άνθρακας χρησιμοποιείται ευρέως με τη μορφή απλών ουσιών. Εκτός από τα πολύτιμα διαμάντια, που αποτελούν αντικείμενο κοσμήματος, τα βιομηχανικά διαμάντια έχουν μεγάλη σημασία για την κατασκευή εργαλείων λείανσης και κοπής. Ο άνθρακας και άλλες άμορφες μορφές άνθρακα χρησιμοποιούνται για αποχρωματισμό, καθαρισμό, προσρόφηση αερίων, σε τομείς της τεχνολογίας όπου απαιτούνται προσροφητικά με ανεπτυγμένη επιφάνεια. Τα καρβίδια, ενώσεις άνθρακα με μέταλλα, καθώς και με βόριο και πυρίτιο (για παράδειγμα, Al 4 C 3 , SiC, B 4 C) χαρακτηρίζονται από υψηλή σκληρότητα και χρησιμοποιούνται για την κατασκευή λειαντικών και κοπτικών εργαλείων. Ο άνθρακας υπάρχει σε χάλυβες και κράματα σε στοιχειακή κατάσταση και με τη μορφή καρβιδίων. Ο κορεσμός της επιφάνειας των χυτών χάλυβα με άνθρακα σε υψηλή θερμοκρασία (τσιμέντο) αυξάνει σημαντικά τη σκληρότητα της επιφάνειας και την αντοχή στη φθορά. δείτε επίσηςΚΡΑΜΑΤΑ.

Υπάρχουν πολλές διαφορετικές μορφές γραφίτη στη φύση. μερικά λαμβάνονται τεχνητά. διατίθενται άμορφες μορφές (π.χ. οπτάνθρακα και κάρβουνο). Η αιθάλη, ο άνθρακας από κόκκαλο, το μαύρο λαμπτήρα, το μαύρο ασετυλένιο σχηματίζονται όταν οι υδρογονάνθρακες καίγονται απουσία οξυγόνου. Τα λεγόμενα λευκό άνθρακαπου λαμβάνονται με εξάχνωση πυρολυτικού γραφίτη υπό μειωμένη πίεση, αυτοί είναι οι μικρότεροι διαφανείς κρύσταλλοι φύλλων γραφίτη με μυτερές άκρες.

Σουνιάεφ Ζ.Ι. άνθρακας πετρελαίου. Μ., 1980
Χημεία υπερσυντεταγμένου άνθρακα. Μ., 1990

Βρείτε το "CARBON" στο