Химия. Лобачева Г.К. - 101 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

— 101 —
Ñ ýòèì, à òàêæå ñ áîëüøîé ïðî÷íîñòüþ ñâÿçè â óãëåðîäíûõ
òåòðàýäðàõ ñâÿçàíî òî, ÷òî ïî òâåðäîñòè àëìàç ïðåâîñõîäèò âñå
èçâåñòíûå âåùåñòâà. 80 % àëìàçîâ èñïîëüçóåòñÿ â òåõíè÷åñêèõ
öåëÿõ. Îòøëèôîâàííûå ïðîçðà÷íûå àëìàçû íàçûâàþòñÿ áðèëëè-
àíòàìè.
Ââèäó áîëüøîé öåííîñòè àëìàçîâ áûëî ïðåäïðèíÿòî ìíîãî
ïîïûòîê ïîëó÷èòü èõ èñêóññòâåííûì ïóòåì èç ãðàôèòà. Îäíàêî
äîëãîå âðåìÿ ýòè ïîïûòêè êîí÷àëèñü íåóäà÷åé. Òîëüêî â 1955 ã.,
ïðèìåíèâ î÷åíü âûñîêîå äàâëåíèå (ïîðÿäêà 10
10
Ïà) è äëèòåëü-
íûé íàãðåâ ïðè Ò îêîëî 3000 °Ñ, àìåðèêàíñêèì è øâåäñêèì
ó÷åíûì óäàëîñòü ïîëó÷èòü ñèíòåòè÷åñêèå àëìàçû.  ÑÑÑÐ òàêæå
áûë ðàçðàáîòàí ìåòîä ïîëó÷åíèÿ ñèíòåòè÷åñêèõ àëìàçîâ, à â 1961 ã.
íà÷àòî èõ ïðîìûøëåííîå ïðîèçâîäñòâî. Êðîìå òîãî, â 1969 ã. â
ÑÑÑÐ ñèíòåçèðîâàíû íèòåâèäíûå «óñû» — êðèñòàëëû àëìàçà,
ïðè÷åì èõ ïîëó÷èëè ïðè îáû÷íîì äàâëåíèè, îíè èìåþò ñòðóê-
òóðó, ïðàêòè÷åñêè ëèøåííóþ äåôåêòîâ, è îáëàäàþò î÷åíü âûñî-
êîé ïðî÷íîñòüþ (S
àëìàç
=2,44; S
ãðàôèò
= 5,69).
Ãðàôèò ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êðèñòàëëû è èìååþò ñëîèñòóþ
ðåøåòêó. Âñå àòîìû óãëåðîäà íàõîäÿòñÿ çäåñü â ñîñòîÿíèè sp
2
-
ãèáðèäèçàöèè, êàæäûé èç íèõ îáðàçóåò êîâàëåíòíûå δ-ñâÿçè ñ
ñîñåäíèìè àòîìàìè, ïðè÷åì óãëû ìåæäó íàïðàâëåíèÿìè ñâÿçåé
ðàâíû 120 °. Â ðåçóëüòàòå âîçíèêàåò ïëîñêàÿ ñåòêà, ñîñòàâëåííàÿ
èç ïðàâèëüíûõ øåñòèóãîëüíèêîâ, â âåðøèíàõ êîòîðûõ íàõî-
äÿòñÿ ÿäðà àòîìîâ óãëåðîäà, ðàññòîÿíèå ìåæäó ñîñåäíèìè ÿäðà-
ìè ñîñòàâëÿåò 0,1415 íì. Ñîñåäíèå ñëîè àòîìîâ óãëåðîäà â êðè-
ñòàëëå ãðàôèòà íàõîäÿòñÿ íà äîâîëüíî áîëüøîì ðàññòîÿíèè äðóã
îò äðóãà (0,335 íì). Ýòî óêàçûâàåò íà ìàëóþ ïðî÷íîñòü ñâÿçè
ìåæäó àòîìàìè óãëåðîäà, ðàñïîëîæåííûìè â ðàçíûõ ñëîÿõ. Ýòèì
îáúÿñíÿåòñÿ ìàëàÿ ìåõàíè÷åñêàÿ ïðî÷íîñòü.
Òåðìîõèìèÿ
Òåðìîõèìèÿ — ðàçäåë õèìèè, èçó÷àþùèé ýíåðãåòè÷åñêèå
ýôôåêòû õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé, çàâèñèìîñòü èõ îò õèìè÷åñêîãî
ñîñòàâà è ñòðîåíèÿ ðåàãèðóþùèõ âåùåñòâ è îò óñëîâèé ïðîâåäå-
íèÿ ðåàêöèé. Òåðìîõèìèåé ïîëüçóþòñÿ äëÿ êîëè÷åñòâåííîãî ñî-
ïîñòàâëåíèÿ ýíåðãåòè÷åñêèõ ýôôåêòîâ, èõ ïðèâîäÿò ïóòåì ïåðå-
ñ÷åòà ê îäíîìó âèäó ýíåðãèè. 1 êêàë = 4,184 Äæ — àáñîëþòíàÿ
åäèíèöà èçìåðåíèÿ. 1 êÄæ = 1000 Äæ.
     Ñ ýòèì, à òàêæå ñ áîëüøîé ïðî÷íîñòüþ ñâÿçè â óãëåðîäíûõ
òåòðàýäðàõ ñâÿçàíî òî, ÷òî ïî òâåðäîñòè àëìàç ïðåâîñõîäèò âñå
èçâåñòíûå âåùåñòâà. 80 % àëìàçîâ èñïîëüçóåòñÿ â òåõíè÷åñêèõ
öåëÿõ. Îòøëèôîâàííûå ïðîçðà÷íûå àëìàçû íàçûâàþòñÿ áðèëëè-
àíòàìè.
     Ââèäó áîëüøîé öåííîñòè àëìàçîâ áûëî ïðåäïðèíÿòî ìíîãî
ïîïûòîê ïîëó÷èòü èõ èñêóññòâåííûì ïóòåì èç ãðàôèòà. Îäíàêî
äîëãîå âðåìÿ ýòè ïîïûòêè êîí÷àëèñü íåóäà÷åé. Òîëüêî â 1955 ã.,
ïðèìåíèâ î÷åíü âûñîêîå äàâëåíèå (ïîðÿäêà 1010 Ïà) è äëèòåëü-
íûé íàãðåâ ïðè Ò îêîëî 3000 °Ñ, àìåðèêàíñêèì è øâåäñêèì
ó÷åíûì óäàëîñòü ïîëó÷èòü ñèíòåòè÷åñêèå àëìàçû.  ÑÑÑÐ òàêæå
áûë ðàçðàáîòàí ìåòîä ïîëó÷åíèÿ ñèíòåòè÷åñêèõ àëìàçîâ, à â 1961 ã.
íà÷àòî èõ ïðîìûøëåííîå ïðîèçâîäñòâî. Êðîìå òîãî, â 1969 ã. â
ÑÑÑÐ ñèíòåçèðîâàíû íèòåâèäíûå «óñû» — êðèñòàëëû àëìàçà,
ïðè÷åì èõ ïîëó÷èëè ïðè îáû÷íîì äàâëåíèè, îíè èìåþò ñòðóê-
òóðó, ïðàêòè÷åñêè ëèøåííóþ äåôåêòîâ, è îáëàäàþò î÷åíü âûñî-
êîé ïðî÷íîñòüþ (Sàëìàç =2,44; Sãðàôèò = 5,69).
     Ãðàôèò ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êðèñòàëëû è èìååþò ñëîèñòóþ
ðåøåòêó. Âñå àòîìû óãëåðîäà íàõîäÿòñÿ çäåñü â ñîñòîÿíèè sp2-
ãèáðèäèçàöèè, êàæäûé èç íèõ îáðàçóåò êîâàëåíòíûå δ-ñâÿçè ñ
ñîñåäíèìè àòîìàìè, ïðè÷åì óãëû ìåæäó íàïðàâëåíèÿìè ñâÿçåé
ðàâíû 120 °. Â ðåçóëüòàòå âîçíèêàåò ïëîñêàÿ ñåòêà, ñîñòàâëåííàÿ
èç ïðàâèëüíûõ øåñòèóãîëüíèêîâ, â âåðøèíàõ êîòîðûõ íàõî-
äÿòñÿ ÿäðà àòîìîâ óãëåðîäà, ðàññòîÿíèå ìåæäó ñîñåäíèìè ÿäðà-
ìè ñîñòàâëÿåò 0,1415 íì. Ñîñåäíèå ñëîè àòîìîâ óãëåðîäà â êðè-
ñòàëëå ãðàôèòà íàõîäÿòñÿ íà äîâîëüíî áîëüøîì ðàññòîÿíèè äðóã
îò äðóãà (0,335 íì). Ýòî óêàçûâàåò íà ìàëóþ ïðî÷íîñòü ñâÿçè
ìåæäó àòîìàìè óãëåðîäà, ðàñïîëîæåííûìè â ðàçíûõ ñëîÿõ. Ýòèì
îáúÿñíÿåòñÿ ìàëàÿ ìåõàíè÷åñêàÿ ïðî÷íîñòü.

                         Òåðìîõèìèÿ

     Òåðìîõèìèÿ — ðàçäåë õèìèè, èçó÷àþùèé ýíåðãåòè÷åñêèå
ýôôåêòû õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé, çàâèñèìîñòü èõ îò õèìè÷åñêîãî
ñîñòàâà è ñòðîåíèÿ ðåàãèðóþùèõ âåùåñòâ è îò óñëîâèé ïðîâåäå-
íèÿ ðåàêöèé. Òåðìîõèìèåé ïîëüçóþòñÿ äëÿ êîëè÷åñòâåííîãî ñî-
ïîñòàâëåíèÿ ýíåðãåòè÷åñêèõ ýôôåêòîâ, èõ ïðèâîäÿò ïóòåì ïåðå-
ñ÷åòà ê îäíîìó âèäó ýíåðãèè. 1 êêàë = 4,184 Äæ — àáñîëþòíàÿ
åäèíèöà èçìåðåíèÿ. 1 êÄæ = 1000 Äæ.

                             — 101 —