Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Группа углерода






Относящиеся сюда минералы также занимают особое положение среди самородных элементов. Эта группа представлена двумя резко различными по физическим свойствам полиморфными модификациями углерода: алмазом и графитом.

ристаллическая структура алмаза (рис. 81) в целом как бы похожа на структуру гранецентрированного куба, но отличается от нее тем, что атомы углерода располагаются не только на гранях куба, но также в центрах половинного числа малых кубов, чередующихся с пустыми малыми кубами. Более наглядно эта структура показана на рис. 81-Б в виде комбинации тетраэдров, в которых кроме четырех атомов по вершинам в центре располагается пятый атом (рис. 82-В). Каждая вершина тетраэдра является общей для четырех смежных тетраэдров.

Обычно представляют, что атомы углерода в кристаллической структуре алмаза соединены друг с другом исключительно ковалентными связями по направлениям, соединяющим центр тетраэдра с его вершинами. Однако Н. В. Белов развил более естественное представление о структуре алмаза, как о структуре типа ZnS с двумя сортами ионов-С4+ и С4- (радиус катиона С4+ составляет около 0, 15, а аниона О4--около 1, 5Å), что обусловливает плотнейшую упаковку анионов в структуре. С таким представлением хорошо увязываются гемиэдрические черты кристаллов алмаза и ряд таких свойств, как бесцветность, низкая электропроводность, необычайно высокая твердость*, весьма высокая устойчивость при широких колебаниях температуры и давления (в частности, при нагреве до температуры 2500° в отсутствии кислорода не обнаруживает никаких изменений), очень высокая устойчивость по отношению к кислотам и щелочам и др.

Структура графита весьма существенно отличается от структуры алмаза Ионы углерода в графите лежат листами, представленными плоскими гексагональными сетками (рис. 83). По Н. В Белову, кристаллическая структура графита представляет плотнейшую упаковку крупных анионов С4-, в которой половина треугольников в каждом листе занята маленькими катионами С4+*. Каждый ион в плоской сетке окружен тремя соседними ионами на расстоянии 1, 42Å (в алмазе 1, 54Å), расстояние же между плоскими сетками 3, 40Å, т. е. в два раза больше. Отсюда становится понятным ряд свойств графита: его значительно меньший удельный вес по сравнению с алмазом, чрезвычайно легкая расщепляемость на тонкие чешуйки, резко выраженная оптическая анизотропия, а также анизотропия твердости, которую удается установить при очень точных тонких исследованиях (перпендикулярно к плоскости спайности 5, 5 по Моосу, а в то же время, благодаря очень слабому сцеплению листов, настолько мягок, что мажет бумагу и пальцы). Этим же объясняется неоднородность поглощения света, чем и обусловлен черный цвет минерала. Допускают, что тип связи атомов в графите, в отличие от алмаза, в какой-то мере носит металлический характер, т. е. в связях участвуют также " металлические" электроны. С этим вполне увязываются такие свойства, как полуметаллический блеск, высокая электропроводность и др. Но по химической и термической стойкости графит все же близок к алмазу.


 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.