м - тільки до твердого станом незалежно від того , просте ця речовина або складне.
. 3 Перехід аллотропной модифікації
Перехід однієї аллотропной модифікації в іншу відбувається при зміні температури або тиску (або ж при одночасному впливі обох факторів) і пов'язаний із стрибкоподібним зміною властивостей речовини. Цей процес буває оборотним (енантіотропним) і незворотнім (монотропним).
Прикладом енантіотропного переходу може служити перетворення ромбічної сірки в моноклинную? -S (ромб.)? ? -S (Монокль.) При 95,6 ° C. При звичайній температурі стабільною є ромбічна модифікація сірки, яка при нагріванні до 95,6 ° С при нормальній тиску переходить в моноклинную форму. Остання при охолодженні нижче 95,6 ° С знову переходить в ромбічну форму. Таким чином, перехід однієї форми сірки в іншу відбувається при одній і тій же температурі, і самі форми називаються енантіотропнимі.
До монотропному переходу відноситься перетворення білого фосфору P4 під тиском 1,25 ГПа і температурі 200 ° C в стабільнішу модифікацію - чорний фосфор. При поверненні до звичайних умов зворотний перехід не відбувається. Перехід з нестабільної форми в стабільну в принципі можливий при будь-якій температурі, а зворотний - ні, то є певна точка переходу відсутня. Ще один приклад - перетворення графіту в алмаз при тиску 6 ГПа і температурі 1500 ° C у присутності каталізатора (нікель, хром, залізо та інші метали), тобто при умовах термодинамічної стійкості алмазу. Тоді як алмаз легко і швидко переходить в графіт при температурах вище 1000 ° С. В обох випадках тиск сприяє перетворенню, оскільки утворюється речовини з більш високою щільністю, ніж вихідні.
Три відомі модифікації олова переходять один в одного різним чином. При звичайних умовах стійко? -Sn (Плаcтічное біле олово) з тетрагональної кристалічною решіткою [2]. Вище 173 ° С? -Sn Енантіотропно перетворюється на тендітну модифікацію? -Sn, А нижче 13,2 ° C? -Sn Переходить монотропно в порошкоподібний? -Sn (Сіре олово) з кубічної гратами типу алмазу. Цей поліморфний перехід відбувається з малою швидкістю, але різко прискорюється в контакті з сірим оловом - щільні шматки білого олова розсипаються в пил («олов'яна чума»). Зворотний процес можливий тільки шляхом переплавки.
Глава 2
. 1 Аллотропия вуглецю
У вільному стані вуглець відомий у вигляді алмазу, кристаллизующего в кубічній системі, а також графіту, що належить до гексагональної системі. Такі його форми, як деревне вугілля, кокс, сажа - мають невпорядковану структуру. Синтетично одержані карбін і полікумілен - різновиду вуглецю, що складаються з лінійних ланцюгових полімерів типу ...- С=С-С=С -... або ...=С=С=С=.... Карбин має напівпровідниковими властивостями. При сильному нагріванні і без доступу повітря він перетворюється на графіт.
. 1.1 Алмаз
Алмаз - безбарвна, прозора речовина, надзвичайно сильно переломлює промені світла. Він кристалізується в кубічної гранецентрованою решітці. При цьому одна половина атомів розташовується в вершинах і центрах граней одного куба, а інша - у вершинах і центрах граней іншого, зміщеного відносно у першому в напрямку його просторової діагоналі. Атоми вуглецю в алмазі знаходяться в стані sp ^ 3 гібридизації, утворюють тривимірну тетраедричних сітку, в якій вони пов'язані один з одним ковалентними зв'язками. Відстань між атомами в тетраедрах одно 0,154 нм.
З усіх простих речовин алмаз має максимальне число атомів, що припадають на одиницю об'єму, атоми вуглецю упаковані в алмазі дуже щільно. З цим, а також з великою міцністю зв'язку в вуглецевих тетраедрах пов'язано тим, що за твердістю алмаз перевершує всі відомі речовини. Тому його широко застосовують у промисловості; майже 80% алмазів використовуються для технічних цілей. Його використовують для обробки різних твердих матеріалів і для буріння гірських порід. Будучи дуже твердим, алмаз в той же час дуже крихкий. Добутий при подрібненні алмазу порошок служить для шліфування дорогоцінних каменів і самим алмазів. Належним чином, відшліфовані прозорі алмази називаються діамантами.
Зважаючи великої цінності алмазів було зроблено багато спроб отримати їх штучними шляхами з графіту. Однак довгий час ці спроби закінчувалися невдачею. Тільки в 1955 р, застосувавши дуже високий тиск (порядку +1010 Па) і тривалий нагрів при температурі близько 3000 ° С, американським і одночасно шведським вченим вдалося отримати синтетичні алмази. У Радянському Союзі також був розроблений метод одержання синтетичних алмазів, а в 1961 р розпочато їх промислове виробництво. Крім того, в 1969 г, в СРСР синтезовані ниткоподібні кристали алмазу, причому їх отримують при звичайному тиску. Нитко...
