АЛЛОТРОПНЫЕ МОДИФИКАЦИИ УГЛЕРОДА
Когда вы только начинали знакомиться с химией, когда только знакомились с понятием «аллотропных модификаций» и учитель в первую очередь рассказывал про аллотропию углерода. Возможно, тогда вам рассказывали только про графит и алмаз. Поэтому сегодня мы расскажем вам много интересного и нового на эту тему!
Первая, самая твёрдая и прочная модификация - алмаз 💎
Алмаз – одно из самых твердых веществ. Атомы в его структуре образуют кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку. При этом, каждый атом углерода в структуре алмаза расположен в центре тетраэдра, вершинами которого служат четыре ближайших атома. Таким образом, в алмазе каждый атом углерода связан с четырьмя другими атомами. Внешне — это прозрачные кристаллы, они имеют высокую теплопроводность, являются диэлектриком. Если нагреть его до 2000 градусов Цельсия, он спонтанно переходит в графит.
Графит – другая известнейшая аллотропная модификация, наиболее устойчивая. Это темно-серое твёрдое вещество с металлическим блеском, жирный на ощупь, имеет слоистую структуру. А если нагреть графит до 1500 градусов по Цельсию и приложить давление в 4ГПа, то он превратится в алмаз.
Теперь перейдём к менее известным модификациям углерода.
Карбин— аллотропная форма углерода построенная на основе sp-гибридизованных углеродных атомов. Состоит из углеродных фрагментов с тройной –С≡С–С≡С–, или двойной =С=С=С=С= связью. Может быть линейным или образовывать циклические структуры. Внешне представляет собой мелкокристаллический порошок чёрного цвета, обладающий полупроводниковыми свойствами. А если подействовать на него светом, то проводимость значительно увеличивается. Данная модификация одна из самых неустойчивых.
В 2004 году в журнале Science Андрей Гейм и Константин Новосёлов (британские ученые российского происхождения) опубликовали статью, в которой говорилось о новом материале, который они получили с помощью обычного карандаша и скотча. Ученые просто снимали клейкой лентой слой за слоем, пока не дошли до самого тонкого — толщиной в один атом. Графен — двумерная аллотропная модификация углерода. Эта модификация имеет гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Его можно представить как одну плоскость слоистого графита, отделённую от объёмного кристалла. Графен обладает большой жёсткостью и рекордно большой теплопроводностью.
Если свернуть графен в трубку, то получится углеродная нанотрубка.
Ещё одна аллотропная модификация углерода - фуллерен с формулой С60. Фуллерен — молекулярное соединение, выглядящие как выпуклые замкнутые многогранники, составленные из трёхкоординированных атомов углерода. Своим названием фуллерены обязаны инженеру и архитектору Ричарду Бакминстеру Фуллеру.
