Сколько атомов в молекуле алмаза

Сu 2+ – ион меди с зарядом 2+.

С – атом углерода с зарядом ядра, равным 6 и массовым числом, равным 12.

Многие химические элементы имеют атомы, отличающиеся значением массового числа. Такие элементы представляют собой изотопы данного химического элемента.

Изотопы — атомы одного и того же химического элемента, имеющие одинаковое число протонов, т.е. один и тот же заряд ядра (Z), но отличающиеся числом нейтронов (Nn), а следовательно, и значением массовых чисел (А).

Например, для элемента водорода известны следующие изотопы:

H – легкий изотоп водорода, протий, химический знак – H,

H – тяжелый изотоп водорода, дейтерий, химический знак – D,

H – сверхтяжелый изотоп водорода, тритий, химический знак – T.

Атомы различных химических элементов, отличающиеся величиной заряда ядра (Z), но характеризующиеся одинаковым значением массового числа (А), называются изобарами.

Например: атомы аргона, калия и кальция с одинаковым массовым числом 40 являются изобарами:

Углерод и его аллотропные формы алмаз и графит (Киевнаучфильм)

Состав молекул сложных веществ выражается при помощи химических формул. На основании химической формулы можно дать название вещества и указать его химический состав. Химическая формула обозначает:

1. Одну молекулу или 1 моль молекул вещества.

2. Из каких элементов состоит вещество.

3. Число атомов каждого элемента, содержащихся в молекуле данного вещества.

Например, формула НNО3 показывает:

1. Это азотная кислота.

2. Это 1 молекула азотной кислоты или 1 моль молекул азотной кислоты.

3. Молекула азотной кислоты состоит из элементов водорода, элемента азота и элемента кислорода (качественный состав).

4. В состав молекулы азотной кислоты входят один атом элемента водорода, один атом элемента азота, три атома элемента кислорода (количественный состав).

Простые и сложные вещества

Исходя из основных положений атомно-молекулярного учения, можно дать определения простого и сложного вещества.

Простыми веществами называются вещества, состоящие из атомов одного химического элемента.

Сложными веществами называются вещества, состоящие из атомов различных химических элементов.

Следует заметить, что такое сложное вещество, как, например, вода Н2О, состоит не из водорода и кислорода (это названия простых веществ – водорода – Н2 и кислорода – O2), а из атомов элемента водорода – Н и атомов элемента кислорода – O.

Некоторые химические элементы способны образовывать несколько простых веществ, отличающихся друг от друга по строению и свойствам. В настоящее время известно более 400 простых веществ. Так, элемент углерод образует простые вещества: графит, алмаз, карбин и фулерен. При сгорании каждого из этих веществ образуется только оксид углерода (IV) СО2. Это подтверждает то, что эти простые вещества состоят из атомов одного и того же элемента Суглерода.

Явление, при котором один и тот же элемент может образовать несколько простых веществ, называется аллотропией, а образуемые при этом простые вещества – аллотропными модификациями.

Примером аллотропных модификаций могут быть простые вещества – кислород О2 и озон О3, образованные атомами одного и того же элемента – кислорода.

Явление аллотропии вызывается двумя причинами:

· различным числом атомов в молекуле, например, кислород О2 и озон О3,

· различным строением кристаллической решетки и образованием различных кристаллических форм, например, алмаз, графит, карбин и фулерен.

Способность вещества участвовать в тех или иных химических реакциях характеризует химические свойства вещества.

Химические явления (процессы) – это процессы, в результате которых из одних веществ образуются другие вещества.

Если в результате протекания процесса химическая природа вещества не меняется, то такие процессы считаются физическими .

Примерами физических процессов традиционно считаются изменения агрегатного состояния вещества: плавление ионных кристаллов некоторых солей, плавление металлов, испарение воды и других жидкостей и т.д.

Следует заметить, что такой процесс, как растворение, считают физико-химическим, и, в данном случае, границы между химическими и физическими явлениями достаточно условны.

Принято различать чистые ( химически чистые) вещества и смеси веществ.

Чистыми или индивидуальными веществами называют вещества, состоящие из частиц одного вида (содержащие одинаковые структурные единицы).

Примерами могут служить серебро (содержит только атомы серебра), серная кислота и оксид углерода (IV) (содержат только молекулы соответствующих веществ).

Чистые вещества характеризуются постоянством физических свойств, например, температурой плавления (Т пл) и температурой кипения (Т кип).

Вещество не является чистым, если содержит какое-либо количество одного или нескольких других веществ – примесей.

Если система образована смешиванием нескольких чистых веществ, причем их свойства при этом не изменились и ее можно разделить с помощью физических методов на исходные вещества, то такая система называется смесью. Почва, морская вода, воздух – все это примеры различных смесей. Вещества, входящие в состав смеси, называются компонентами. Содержание компонентов в смеси может меняться в широких пределах.

Многие смеси могут быть разделены на составные части – компоненты – на основании различия их физических свойств. Среди большого числа методов, используемых для разделения и очистки веществ, можно назвать:

· отстаивание с последующей декантацией,

· разделение с помощью делительной воронки,

· перегонка (в том числе фракционная перегонка),

· возгонка и другие.

Следует заметить, что на практике вещества, называемые «чистыми», являются таковыми лишь условно. Очистка веществ представляет сложную задачу и получение абсолютно чистых веществ, содержащих структурные единицы только одного вида, практически невозможно.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры.

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Источник: zdamsam.ru

Добыча, формула и свойства алмаза

О существовании драгоценных камней алмазов известно практически каждому человеку. А еще известны факты о необычайной твердости вещества, поэтому формула алмаза интересует многих людей, особенно из-за его необычных свойств.

Алмаз является одним из признаков богатства, камень могут позволить приобрести только обеспеченные люди, поскольку стоимость алмазов или их ограненных вариантов — бриллиантов — доходит до нескольких тысяч долларов. По составу или формуле минералы являются не чем иным, как обычным углеродом.

Кристаллическая решетка алмаза и графита

Именно углерод, он же карбон, или известный из школы элемент таблицы Менделеева, который записывается, как C, входит в состав алмаза. Атомный номер вещества равняется шести. Больше никаких примесей в структуре камня нет. Поэтому формула бриллианта или алмаза не имеет схематической записи, только пространственную запись, состоящую из атомов углерода.

Углерод является одним из четырех макроэлементов, которые входят в состав человеческого организма. А также это вещество составляло газовое облако, из которого образовывались планеты и космические системы. В большом количестве углерод представлен именно в коре Земли. Поэтому неудивительно, что такой красивый минерал, как алмаз состоит из этого элемента.

Но перед тем как переходить к рассмотрению внешнего вида алмаза, важно знать, что каждое вещество на планете имеет свое пространственное строение, состоит из атомов и молекул. В роли атомов в данном случае выступает углерод. Он располагается в пространстве под разными углами, и получаются аллотропные модификации. Поэтому, кроме алмазов, из углерода состоят такие вещества, как:

• графит;
• карбин;
• лонсдейлит;
• фуллерен;
• уголь;
• сажа;
• графен;
• нанотрубки углеродные.

Формула алмаза и графита одинаковая. Казалось бы, что по внешним признакам никакого сходства между черным углем или графитом и алмазом нет, но по составу эти вещества идентичны.

Химические свойства и структура вещества

Аллотропные модификации возможны, потому что существуют разные способы гибридизации электронов атома. Углерод состоит из 6 электронов, которые находятся на 2 энергетических уровнях: на первом — 2 S-электрона, на втором — 2 S-электрона и 2 P-электрона. При возбуждении атома происходит перемещение 1 электрона на другой подуровень. Таким образом строение атомов меняется и они приобретают форму тетраэдра.

Если говорить о связях между атомами, то они бывают разными, в зависимости от формы гибридизации. Между собой атомы углерода образуют либо сигма-связи (ковалентные) или пи-связи. Оба варианта связей являются ковалентными, но сигма-связи прочнее.

Алмазы, найденные в природе, могут иметь разную форму и внешний вид, но кристаллическая решетка и химические свойства всегда будут одинаковыми. Кристаллическая решетка выглядит, как тетраэдр, на вершинах которого находятся атомы углерода. Связи между атомами — по типу сигма. Именно этим фактом и обусловлена колоссальная твердость вещества.

Атомы в вершинах тетраэдров образуют центры новых тетраэдров. Решетка минерала имеет кубическую симметрию.

А вот графит имеет другое химическое строение решетки. В ней прочные только плоскостные связи, а пространственные соединения между атомами не такие надежные. Это объясняется свободными электронами в атомах. Зато у графита хорошая электропроводность из-за свободных электронов.

Если говорить о решетках, то стоит отметить, что по отношению к алмазам не используется молекулярный тип строения, поскольку в основе вещества лежат именно атомы. Молекула углерода практически не встречается в природе. Она обнаруживается только в фуллеренах, где располагается в виде многогранников. По своей структуре молекула фуллерена напоминает футбольный мяч, сложенный из шестиугольников. На сегодня молекула фуллерена представлена формулами от С60 до С540, где число обозначает количество атомов углерода в молекуле.

Качества минерала и его добыча

Как образовалась такое вещество, как алмаз, ученые до сих пор не выяснили, и химическая формула алмаза не прояснила ситуацию. Есть несколько теорий, в частности, теория космического происхождения или гипотеза подъема магматических пород вместе с карбоном на поверхность земли. Добывают алмазы в кимберлитовых или лампроитовых трубках. А характеристики элемента выделяют такие:

• Абсолютная твердость среди минералов. По шкале Мооса алмаз занимает первое место. Это значит, что поцарапать камень нельзя ни одним веществом, а сам алмаз поцарапает любой другой элемент, хотя камень обладает большой хрупкостью.
• Алмаз имеет хорошие изоляционные свойства.
• Минерал стойкий к воздействию кислот.
• Алмаз имеет интересную кривую температур плавления. Камень с доступом кислорода горит при 800-1000 градусах Цельсия синим пламенем. А без доступа воздуха температура плавления составляет 4000 градусов, после чего вещество переходит в графит. Обратный процесс превращения графита в алмаз невозможен.
• Теплопроводность алмаза — 20-24 Вт, поэтому камень не будет нагреваться в руках. Это самый простой способ проверить настоящий алмаз или нет.
• Алмаз знаменит своей люминесценцией, то есть игрой света.

Аллотропные модификации углерода

Камень, кроме углерода, не должен содержать ничего. Но в природе такое явление встречается нечасто. В составе алмазов попадается много примесей, которые портят внешний вид камня. Примеси снижают стоимость материала, иногда от них можно избавиться с помощью огранки минерала.

Добыча алмазов ведется на разработанных участках. Страны-добытчики:

Определение наличия алмазов ведется с помощью рентгеновских лучей. Самый большой по размерам камень был обнаружен в ЮАР, его вес составлял больше 3 тысяч карат. Не все камни проходят оценку геммологами из-за наличия примесей или дефектов структуры. Большая часть минералов идет на потребности промышленности и изготовление алмазной крошки. Среди промышленных видов сырья выделяют три варианта:

• борт — мелкие минералы, непригодные к обработке;
• баллас;
• карбонадо — черные алмазы, приобретающие такой оттенок из-за примесей железа или сульфидов.

Искусственные аналоги

Изготовление искусственных алмазов — непростая задача, поскольку сформировать самые прочные сигма-связи между атомами карбона непросто. Аллотропные модификации могут переходить одна в другую, но при условии разрушения связей, а не построения новых. Активно используется формула графита при добыче алмазов в лабораториях. Но чаще заменяют искусственные алмазы фианитами или кристаллами, которые вырастить проще в условиях лаборатории.

Существует несколько способов получения искусственных алмазов, правда, они чаще используются в промышленных, а не ювелирных целях. Среди них:

• HPHT тип. Алмаз производится с помощью специальных приборов, которые создают условия, близкие к природным. А это огромное давление и воздействие высоких температур. Кристаллические связи получаются из графита, который оседает на стенках затравочного алмаза.
• CVD тип. Использование паров метана для получения алмаза. Это химический способ, который также включает использование графитовых остатков.
• Взрывной синтез, в результате которого образуется алмаз.

В ювелирной отрасли использовать такие алмазы рано ввиду их низкого качества. Сами способы нельзя назвать массовыми или дешевыми, поэтому разработки в этом направлении продолжаются. Алмазы имеют простое химическое строение, наверное, в этом и заключается их красота. В камнях не присутствует ничего лишнего, и это заставляет ученых интересоваться структурой минерала. Сейчас, когда свойства алмаза изучены на достаточном уровне, ученые пытаются повторить и воспроизвести действия природы.

Источник: dedpodaril.com

АЛМАЗ

Один из аллотропных модификации углерода. Кристаллы алмаза обладают такими ценными физико-механическими свойствами, как исключительная твердость, износостойкость , высокая теплопроводность, коррозионная стойкость, высокие показатель преломления и дисперсия света. Эти свойства и определили области его применении: механическая обработка различных материалов, приборостроение, полупроводниковая электроника, ювелирной промышленность.

Алмаз что это такое

Теоретические и экспериментальные исследования алмазов ведутся в направлении изыскания возможностей как для наиболее эффективною использования их в традиционных областях, гак и для расширения областей применения, а также в направлении разработки новых методов синтеза монокристаллов с заданными свойствами. Наиболее изучены оптические свойства алмазов, значительно меньше — их теплопроводность, работа разрушения, электромагнитные свойства в широком температурном интервале.

Благодаря твёрдости алмаз широко применяется для резки стекла , бурения твёрдых пород , в машинах для волочения проволоки , шлифовальных дисках и т.д . Для этих целей этих целей используют алмазы , загрязнённые разными примесями .

Чистые бесцветные кристаллы подвергают огранке и шлифовке алмазным порошком и превращают в бриллианты . Чем больше граней тем больше « играет » он . Бриллианты бывают чаще всего небольшими , их вес измеряется в каратах ( 1 карат равен 0,2 г ) , но встречаются и крупные бриллианты .

Структура модификаций углерода алмаза

Основное состояние атома — это состояние с максимальным чистом неспаренных валентных электронов. Образованию химической связи между атомами углерода предшествует переход атомов в возбужденное состояние с максимальным числом неспаренных электронов по схеме 2 s ² 2 p ² → 2s ¹ 2 p ¹ 2 p ¹ 2 p ¹ . Потенциал ионизации атома углерода 11,256 эВ . Атомы углерода, соединяясь, образуют ковалентные связи (металлическая связь не может образоваться, так как слишком велика энергия отрыва электрона: сродство к электрону атома углерода — 1,27 эВ).

В результате s p ³ -гибридизации валентных электронов образуются четыре равноценные σ -связи под углом 109 ° 28′ друг к другу, направленные к вершинам правильного тетраэдра. Так связаны атомы в алмазе, лонсдейлите, метане, адамантане.

Атомы углерода ( алмаз )могут быть в состоянии, при котором происходит 2 sp ² — гибридизация электронов. Каждый атом углерода образует три σ -связи в одной плоскости под углом 120 ° относительно друг друга и, кроме того, дополнительно имеет по одному p -электрону. Вследствие перекрывания электронных облаков над и под плоскостью, в которой находятся атомы с σ -связями, р-электроны образуют π -связи. Так связаны атомы углерода в графите и ароматических соединениях.

Возможна также sp -гибридизация атомов углерода, при которой образуются две σ -связн под углом 180° друг к другу и в результате перекрывания двух орбиталей каждого из атомов углерода две π -связи. Так связаны атомы в карбине, ацетилене и его производных.

Существуют аморфные и частично кристаллические переходные формы углерода (сажа, кокс, стеклоуглерод и др.), и которых сочетаются различные типы связей.

Модификации с sp ³ -гибридизацией валентных электронов

Алмаз. Сингония кубическая; ячейка решетки — гранецентрированный куб, в четырех из восьми октантов которого также размещены атомы углерода; Z = 8; К. Ч. — 4; а 0 = 0,357 нм ; меж плоскостные расстояния ρ 0 = 3,515 г/см ³ ; экспериментально определенные значения ρ э , природных алмазов, г/см ³ ; тип I — 3,51537 ± 0,00005, тип II — 3,51506 ± 0,00005; ρ э , синтетических алмазов зависит от совершенства строения кристаллов, содержания механических включений и имеет значения 3,485—3,580

Вы читаете, статья на тему алмаз

Похожие страницы:

Аллотропия углерода В свободном состоянии углерод известен в виде трех аллотропических модификаций: алмаза, кристаллизующегося в правильной системе; графита, принадлежащего к.

ПРОВЕРКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЙ И ОТВЕТОВ НА ВОПРОСЫ 1. а) (Углерод; б) свинец; в) CO2, SiO2,GeO2, SnO2, РbO2; г) H2CO3 и.

ЧТО ТАКОЕ АТОМЫ БЛАГОРОДНЫХ ГАЗОВ Причиной газообразного состояния элементов главной подгруппы восьмой группы, так же как и полного отсутствия у.

ГРУППА УГЛЕРОДА Название элемента Символ Атомный вес Порядковый номер Распределение электронов По слоям Углерод С 12,011 6 2 4 .

Гибридизация атомных орбиталей В нормальном состоянии атом углерода имеет на внешнем слое два не спаренных электрона. При возбуждении один s-электрон переходит.

ЧТО ТАКОЕ ХИМИЯ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ Уже в опытах Рамзая с открытыми им газами было предпринято множество попыток получить сколько-нибудь прочные.

Понравилась статья поделись ей

Leave a Comment

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник: znaesh-kak.com