На самом деле, химически — нет. Графит — более стабильная форма углерода. Итак, алмаз превратится в графит. Но это еще не все.
Происхождение слова алмаз происходит от греческого слова Ἀδάμας, что означает «неодолимый». Впервые обнаруженные где-то в IV веке до нашей эры, некоторые из самых ценных алмазов в мире датируются 100 миллионами — миллиардами лет назад.
Да, бриллианты не вечны. Вместо этого они могут превратиться в самый крутой обыденный объект — графит. Да, тот самый графит, который есть в вашем карандаше.
Или алмазы могут просто сгореть до углекислого газа.
Итак, почему алмаз может превратиться в графит или гореть? И как долго это может длиться?
Алмаз — это аллотроп углерода
Сам по себе углерод есть углерод. Элемент с атомным номером 6 и неметалл.
Но когда углерод связывается с другими атомами углерода, он может создавать множество структур, каждая из которых обладает уникальным набором свойств. Эти разные формы называются аллотропами.
Инженеры открыли новый метод практически мгновенного превращения углерода в алмаз или графен
Аллотропы — это особенность неметаллических элементов, таких как углерод, кремний и фосфор (который имеет целых 6 аллотропов).
У углерода есть множество аллотропов. Это связано с его валентностью. У углерода есть четыре доступных электрона, которыми он может поделиться с другими элементами для создания соединений. Эта валентность дает ему уникальную гибкость, позволяющую образовывать различные структуры при соединении с другими атомами углерода.
Алмаз имеет октаэдрическую структуру, в которой каждый отдельный атом углерода присоединяется к четырем другим атомам углерода, образуя своего рода трехстороннюю пирамидальную структуру.
Другие углеродные аллотропы образуют листы (графит и графен), сферы (бакминстерфуллерен) и даже некоторые странные наноструктуры.
Графит, а не алмаз, является наиболее стабильным аллотропом углерода.
Хотя тетраэдрическая структура алмаза делает его самым твердым веществом, известным человечеству, это не самая стабильная форма углерода.
Этот титул принадлежит графиту.
Понимаете, алмаз — это метастабильная структура углерода. Метастабильный в химии означает, что структура более или менее стабильна при определенных условиях, но есть еще более стабильное состояние.
Распространенная аналогия — представить мяч, катящийся по долине. Самым стабильным местом для мяча будет дно долины (как видно из более глубокой долины на картинке ниже).
Теперь представьте, что мяч застревает в лунке меньшего размера (меньшей долине, в которой можно увидеть мяч).
Шар устойчив в меньшем колодце, но поскольку колодец находится выше по сравнению с дном долины, это не самое стабильное его состояние. Но мяч останется там, если не будет проведена работа по вытаскиванию мяча из колодца на дно долины.
Углерод: графит, алмаз, графен, нанотрубка, фуллерен
Наш алмаз похож на шар в колодце, а графит — на шар у подножия холма.
С точки зрения химии, алмаз кинетически стабилен, потому что он находится в ловушке в колодце, тогда как он термодинамически нестабилен, потому что существует более стабильная форма графита, в которую он может превратиться при правильных условиях.
Итак, почему алмазы не превращаются в графит?
Итак, если есть более стабильная форма, почему не все алмазы превратились в графит? По двум причинам.
Во-первых, алмаз устойчив в условиях, существующих на Земле. Кроме того, графит всего на несколько электронвольт стабильнее алмаза (на Земле). Разница в устойчивости алмаза и графита на Земле не так уж и велика.
Во-вторых, для преобразования алмаза в графит требуется большая энергия.
Другими словами, энергия, необходимая для того, чтобы вывести алмаз из колодца на дно долины, где он превратится в графит, очень велика.
Химики и геологи пытались превратить алмаз в графит. Они обнаружили, что при сжатии алмаза индентором (в основном острым предметом, которым можно протыкать алмаз) поверхность алмаза, контактирующая с индентором, превращается в графит.
Если сжимать бриллиант — не ваш стиль, то ученые также обнаружили, что низкое давление и очень высокие температуры (от 1500 до 1900 градусов Цельсия и более) будут работать. Добавьте железо в смесь, и это ускорит процесс (называемый графитизацией).
Алмазы тоже имеют свою слабость
Однако не подвергайте алмазы воздействию высоких давлений, если вы хотите превратить его в графит. Алмазы более стабильны при высоком давлении, чем графит, именно поэтому они образуются в мантии Земли (и даже иногда на астероидах). Однако при определенных условиях алмазы могут превращаться в графит даже под высоким давлением.
Как долго прослужат алмазы?
Учитывая вышесказанное, бриллиант на вашем обручальном кольце или в короне королевы Англии, скорее всего, будет длиться вечно.
Но если вы используете свой алмаз в качестве инструмента для резки или шлифовки вещей, особенно вещей, сделанных из железа, тогда вы можете обратить на это внимание.
Часть алмаза, контактирующая с железом (или чем-то еще, что алмаз режет), может достаточно нагреться, чтобы превратиться в графит. Если даже крошечные кусочки алмаза превращаются в графит каждый раз, когда вы что-то режете, алмаз в конечном итоге полностью превратится в графит.
Или вы можете просто сжечь алмаз с помощью всего лишь увеличительного стекла и солнца. Именно это сделали в 1694 году два человека, натуралист Джузеппе Аверани и врач Чиприано Тарджони из Флоренции. Они взяли увеличительное стекло и направили солнечный свет на алмаз, и камень исчез.
Источник: new-science.ru
Сколько атомов углерода находятся в ближайшем окружении каждого атома углерода в алмазе?
В 22:58 поступил вопрос в раздел ЕГЭ (школьный), который вызвал затруднения у обучающегося.
Вопрос вызвавший трудности
Сколько атомов углерода находятся в ближайшем окружении каждого атома углерода в алмазе?
Ответ подготовленный экспертами Учись.Ru
Для того чтобы дать полноценный ответ, был привлечен специалист, который хорошо разбирается требуемой тематике «ЕГЭ (школьный)». Ваш вопрос звучал следующим образом: Сколько атомов углерода находятся в ближайшем окружении каждого атома углерода в алмазе?
После проведенного совещания с другими специалистами нашего сервиса, мы склонны полагать, что правильный ответ на заданный вами вопрос будет звучать следующим образом:
4 атомов углерода
НЕСКОЛЬКО СЛОВ ОБ АВТОРЕ ЭТОГО ОТВЕТА:
Работы, которые я готовлю для студентов, преподаватели всегда оценивают на отлично. Я занимаюсь написанием студенческих работ уже более 4-х лет. За это время, мне еще ни разу не возвращали выполненную работу на доработку! Если вы желаете заказать у меня помощь оставьте заявку на этом сайте. Ознакомиться с отзывами моих клиентов можно на этой странице.
Воронцова Злата Федоровна — автор студенческих работ, заработанная сумма за прошлый месяц 51 051 рублей. Её работа началась с того, что она просто откликнулась на эту вакансию
ПОМОГАЕМ УЧИТЬСЯ НА ОТЛИЧНО!
Выполняем ученические работы любой сложности на заказ. Гарантируем низкие цены и высокое качество.
Деятельность компании в цифрах:
Зачтено оказывает услуги помощи студентам с 1999 года. За все время деятельности мы выполнили более 400 тысяч работ. Написанные нами работы все были успешно защищены и сданы. К настоящему моменту наши офисы работают в 40 городах.
Ответы на вопросы — в этот раздел попадают вопросы, которые задают нам посетители нашего сайта. Рубрику ведут эксперты различных научных отраслей.
Полезные статьи — раздел наполняется студенческой информацией, которая может помочь в сдаче экзаменов и сессий, а так же при написании различных учебных работ.
Красивые высказывания — цитаты, афоризмы, статусы для социальных сетей. Мы собрали полный сборник высказываний всех народов мира и отсортировали его по соответствующим рубрикам. Вы можете свободно поделиться любой цитатой с нашего сайта в социальных сетях без предварительного уведомления администрации.
- Абадзехская стоянка, Даховская пещера. ..
- По закону сохранения заряда каждый шарик после соприкас#10..
- Вещество немолекулярного строения 1) вода 2) кислород 3) иод 4) хлорид натрия
- Почему температуры плавления и кипения для веществ с молекулярным строением, как правило, существенно меньше, чем для веществ
- Какие вещества называют простыми веществами? Приведите три примера простых веществ.
- Сколько хлорид-ионов находятся в ближайшем окружении иона натрия в кристалле поваренной соли?
Площадка Учись.Ru разработана специально для студентов и школьников. Здесь можно найти ответы на вопросы по гуманитарным, техническим, естественным, общественным, прикладным и прочим наукам. Если же ответ не удается найти, то можно задать свой вопрос экспертам. С нами сотрудничают преподаватели школ, колледжей, университетов, которые с радостью помогут вам.
Помощь студентам и школьникам оказывается круглосуточно. С Учись.Ru обучение станет в несколько раз проще, так как здесь можно не только получить ответ на свой вопрос, но расширить свои знания изучая ответы экспертов по различным направлениям науки.
2020 — 2023 — UCHEES.RU
Источник: www.uchees.ru
Аллотропные модификации углерода
Соединения, образованные атомами углерода, но отличающиеся строением и свойствами, называются аллотропными модификациями углерода. Основными модификациями углерода являются графит, алмаз, карбин.
Классификация
Возможность присоединять четыре атома делает углерод активным элементом. Помимо присоединения атомов других элементов углерод может образовывать различные модификации, отличающиеся структурой и свойствами.
Выделяют два вида углерода в зависимости от образования модификаций:
- кристаллический – входит в состав твёрдых веществ;
- аморфный – образует мягкие вещества.
Кристаллические формы углерода:
- алмаз;
- лонсдейлит;
- наноалмаз;
- графит;
- графен;
- карбин;
- фуллерены;
- фуллерит;
- углеродное волокно;
- углеродные нановолокна;
- углеродные нанотрубки.
В соответствии с геометрическим строением кристаллической решётки выделяют три типа аллотропных модификаций:
- тетраэдрическая (sp 3 -гибридизация) – один атом углерода, находящийся в центре, связан с атомами в узлах тетраэдра;
- тригональная (sp 2 -гибридизация) – атомы углерода образуют шестиугольники, связанные друг с другом послойно;
- линейная (sp-гибридизация) – атомы углерода образуют цепочки, связанные одинарными, двойными, тройными связями.
Аморфный углерод образует следующие модификации:
- активированный уголь;
- древесный уголь;
- ископаемый уголь;
- кокс каменноугольный;
- стеклоуглерод;
- углеродная нанопена;
- техуглерод;
- сажа.
Лонсдейлит является гексагональной модификацией алмаза. Наноалмазы, фуллерены, нанотрубки, нанографиты объединены в семейство наноуглеродных кластеров. Они образованы вложенными друг в друга углеродными сферами.
Основные модификации
Наиболее изучены твёрдые формы углерода – алмаз, графит и карбин. Особенности строения и свойства аллотропных модификаций углерода представлены в таблице.
Модификация
Строение решётки
Свойства
Применение
Относительно мягкий жирный минерал, обладающий электропроводностью. Имеет серый цвет, металлический блеск. Плотность – 2,23 г/см 3 . Не плавится. Реагирует со щелочными металлами, солями, кислородом
Смазка в прокатном производстве. За счёт отслоения тригональной решётки используется в качестве стержня карандаша
Мелкокристаллический порошок с небольшой плотностью. Полупроводник
Используется в фотоэлементах
Прозрачный минерал, обладающий наибольшей твёрдостью. Обладает теплопроводностью, является полупроводником. Имеет большой показатель преломления. Плавится при температуре 3700°C
Драгоценный камень, абразив. Из алмаза изготавливают свёрла, ножи, резцы
При сильном нагревании графит переходит в алмаз, а алмаз – в графит.
Что мы узнали?
Углерод имеет множество аллотропных модификаций. Основные из них – графит, алмаз, карбин. Они отличаются друг от друга физическими, химическими свойствами, строением кристаллической решётки. Наиболее твёрдая модификация – алмаз – используется для изготовления промышленных инструментов. Графит – мягкий минерал – применяется в прокатной промышленности.
Благодаря строению способен отслаиваться, оставляя след, поэтому используется в качестве карандашного стержня. Карбин – порошок, который используется в фотоэлементах.
Источник: obrazovaka.ru