АЛЛОТРОПНЫЕ МОДИФИКАЦИИ УГЛЕРОДА

Реклама
АЛЛОТРОПНЫЕ МОДИФИКАЦИИ
УГЛЕРОДА
Выполнила группа учеников 9а класса средней
школы №1 г. Мурома:Антонова Татьяна, Платова
Настя, Пискарёв Артём.
Учитель: Мокеева Вера Васильевна
АЛМАЗ
Главные отличительные черты алмаза — высочайшая среди
минералов твёрдость, наиболее высокая теплопроводность
среди всех твердых тел, большие показатель преломления и
дисперсия. Алмаз является диэлектриком. У алмаза очень
низкий коэффициент трения по металлу на воздухе — всего 0,1,
что связано с образованием на поверхности кристалла тонких
пленок адсорбированного газа, играющих роль своеобразной
смазки.
Одним из важных свойств алмазов является
люминесценция. Под действием солнечного света и особенно
катодных, ультрафиолетовых и рентгеновских лучей алмазы
начинают люминесцировать — светиться различными цветами.
Под действием катодного и рентгеновского излучения светятся
все разновидности алмазов
АЛМАЗ В ПРИРОДЕ


Алмазы — редкий, но вместе с тем довольно широко
распространённый минерал. Промышленные месторождения алмазов
известны на всех континентах, кроме Антарктиды. Известно несколько
видов месторождений алмазов. Уже несколько тысяч лет назад
алмазы в промышленных масштабах добывались из россыпных
месторождений. Только к концу XIX века, когда впервые были открыты
алмазоносные кимберлитовые трубки, стало ясно, что алмазы не
образуются в речных отложениях.
О происхождении и возрасте алмазов до сих пор нет точных научных
данных. Ученые придерживаются разных гипотез — магматической,
мантийной, метеоритной, флюидной, есть даже несколько
экзотических теорий. Большинство склоняются к магматической и
мантийной теориям, к тому, что атомы углерода под большим
давлением (как правило, 50000 атмосфер) и на большой (примерно
200 км) глубине формируют кубическую кристаллическую решетку —
собственно алмаз. Камни выносятся на поверхность вулканической
магмой во время формирования так называемых «трубок взрыва».





Возраст алмазов, по данным некоторых исследований, может быть
от 100 миллионов до 2,5 миллиардов лет.
Известны метеоритные алмазы, внеземного, возможно —
досолнечного, происхождения. Алмазы также образуются при
ударном метаморфизме при падении крупных метеоритов,
например, в Попигайской астроблеме на севере Сибири.
Кроме этого, алмазы были найдены в кровлевых породах в
ассоциациях метаморфизма сверхвысоких давлений, например в
Кумдыкульском месторождении алмазов на Кокчетавском
массиве в Казахстане.
И импактные и метаморфические алмазы иногда образуют
весьма масштабные месторождения, с большими запасами и
высокой концентрацией. Но в этих типах месторождений алмазы
мелки настолько, что не имеют промышленной ценности.
Промышленные месторождения алмазов связаны с
кимберлитовыми и лампроитовыми трубками, приуроченными к
древним кратонам. Основные месторождения этого типа известны
в Африке, России, Австралии и Канаде.
ИСТОРИЯ ДОБЫЧИ АЛМАЗОВ В РОССИИ
Первый алмаз в Сибири был найден
неподалеку от города Енисейска в ноябре
1897 года на реке Мельничной. Размер
алмаза составлял 2/3 карата. Из-за малого
размера обнаруженного алмаза, и
недостатка финансирования разведка
алмазов не велась. Следующий алмаз был
обнаружен в Сибири в 1948 году
ГРАФИТ
Графит (от греч. γραφειν — пишу) — минерал из класса
самородных элементов, одна из аллотропных
модификаций углерода. Структура слоистая. Слои
кристаллической решётки могут по-разному располагаться
относительно друг друга, образуя целый ряд политипов, с
симметрией от гексагональной сингонии
(дигексагонально-дипирамидальный), до тригональной
(дитригонально-скаленоэдрический). Слои слабоволнистые
почти плоские, состоят из шестиугольных слоев атомов
углерода. Кристаллы пластинчатые, чешуйчатые. Образует
листоватые и округлые радиально-лучистые агрегаты, реже
— агрегаты концентрически-зонального строения. У
крупнокристаллических выделений часто треугольная
штриховка на плоскостях (0001).
КАРБИН
Карбин — аллотропная форма углерода на
основе sp-гибридизации углеродных атомов
СВОЙСТВА КАРБИНА
Карбин представляет собой мелкокристаллический порошок
чёрного цвета (плотность 1,9-2 г/см³), обладает
полупроводниковыми свойствами. Получен в искусственных
условиях из длинных цепочек атомов углерода, уложенных
параллельно друг другу. Карбин — линейный полимер углерода. В
молекуле карбина атомы углерода соединены в цепочки
поочередно либо тройными и одинарными связями (полиеновое
строение), либо постоянно двойными связями (поликумуленовое
строение). Это вещество впервые получено советскими химиками
В. В. Коршаком, А. М. Сладковым, В. И. Касаточкиным и Ю. П.
Кудрявцевым в начале 60-х гг. в Институте элементоорганических
соединений Академии наук СССР [1]. Карбин обладает
полупроводниковыми свойствами, причём под воздействием
света его проводимость сильно увеличивается. На этом свойстве
основано первое практическое применение — в фотоэлементах.
ЛОНСДЕЙЛИТ
Лонсдейлит или алмаз гексагональный P63/mmc — одна из
аллотропных модификаций углерода. Алмаз и лонсдейлит имеют
одинаковые валентные углы, которые равны 109°28’16’’, длины
связей у них равны 0,1545 нм, а координационное число — 4.
Элементарная ячейка алмаза содержит восемь атомов углерода, а
лонсдейлита — четыре.
Решетки алмаза и лонсдейлита отличаются способом упаковки.
Для лонсдейлита характерна двухслойная упаковка типа
(…АВАВ…), где каждый последующий тетраэдрический слой
повернут на 60° по отношению к предыдущему. Для алмаза —
трехслойная типа (…АВСАВС…), где все слои построены из
одинаковых координационных тетраэдров. Последний в этом
плане схож с α-графитом, только алмазная плоскость
«гофрированная».
ФУЛЛЕРЕНЫ
Фуллерены — молекулярные соединения,
принадлежащие классу аллотропных форм
углерода (другие — алмаз, карбин и графит) и
представляющие собой выпуклые замкнутые
многогранники, составленные из чётного числа
трёхкоординированных атомов углерода. Своим
названием эти соединения обязаны инженеру и
дизайнеру Ричарду Бакминстеру Фуллеру, чьи
геодезические конструкции построены по этому
принципу.
ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ ФУЛЛЕРЕНОВ
В 1985 году группа исследователей — Роберт
Керл, Харолд Крото, Ричард Смолли, Хит и
О’Брайен — исследовали масс-спектры паров
графита, полученных при лазерном
облучении (абляции) твёрдого образца
УГОЛЬ
Уголь был первым из используемых
человеком видов ископаемого топлива. Он
позволил совершить промышленную
революцию, которая в свою очередь
способствовала развитию угольной
промышленности, обеспечив её более
современной технологией. В 1960 году уголь
давал около половины мирового
производства энергии, к 1970 году его доля
упала до одной трети.
ИСТОРИЯ ДОБЫЧИ УГЛЯ В РОССИИ


Пётр I впервые познакомился с углём в 1696 году, возвращаясь из
первого Азовского похода в районе нынешнего г. Шахты (до
революции Александровск-Грушевск). Во время отдыха на берегу
Кальмиуса царю показали кусок чёрного, хорошо горящего
минерала. «Сей минерал, если не нам, то потомкам нашим зело
полезен будет», — сказал Пётр I.
Рудознавец крепостной крестьянин Григорий Капустин в 1721 году
открыл каменный уголь близ притока Северского Донца — реки
Курдючьей и доказал его пригодность для использования в
кузнечном и железоделательном производствах. В декабре 1722
года Петр I именным указом послал Капустина за пробами угля, а
затем было предписано снаряжение специальных экспедиций для
разведки угля и руды.



В 1722 году Берг-коллегия предложила В. И. Геннину,
ведавшему уральскими и сибирскими заводами,
«иметь старание о прииске каменного угля как и в
прочих европейских государствах обходятся дабы
оным лесам теми угольями было подспорье».
Группа С. Костылева в 1720—1721 годах вела поиски
полезных ископаемых в северных предгорьях Алтая. В
феврале 1722 года М. Волков сделал заявку на
железную руду, найденную им в Томском уезде, и
уголь, обнаруженный им в «горелой горе» в семи
верстах от Верхотомского острога, на территории
современного города Кемерово.
Становление угольной промышленности в России
относится к первой четверти XIX в., когда уже были
открыты основные угольные бассейны.
Скачать