з роздробленою алмазоносних породи.
. 1.2 Графіт
Графіт являє собою темно сірі кристали зі слабким металевим блиском. Він має шарувату решітку. Всі атоми вуглецю знаходяться тут у стані sр ^ 2-гібридизації: кожний з них утворює три ковалентні? - Зв'язки з сусідніми атомами, причому кути між спрямованими зв'язків рівні 120 °. В результаті виникає плоска сітка, яка складається з правильних шестикутників, у вершинах яких знаходяться ядра атомів вуглецю; відстань між сусідніми ядрами становить приблизно 0,1415 нм.
В освіті?-зв'язків беруть участь три електрони кожного атома вуглецю. Четвертий електрон зовнішнього шару займає 2р-орбіталь, яка не бере участі в гібридизації. Такі нeгібрідние електронні хмари атомів вуглецю орієнтовані перпендикулярно площині шару і при перекривання один з одним, утворюють делокалізованной л-зв'язку.
Сусідні шари атомів вуглецю в кристалі графіту перебувають на досить великій відстані один від одного (0,335 нм); це вказує на малу міцність зв'язку між атомами вуглецю, розташованими в різних шарах. Сусідні шари пов'язані між собою в основному силами Ван-дер-Ваальса, але частково зв'язок має металевий характер, тобто обумовлена ??«усуспільненням» електронів усіма атомами кристала. Цим пояснюється порівняно висока електрична провідність і теплопровідність графіту не тільки в напрямку шарів, але й у перпендикулярному до них напрямку.
Розглянута структура графіту обумовлює сильну анізотропію його властивостей. Так, теплопровідність графіту в напрямку площині шарів дорівнює 4,0 Дж/(см з К), а в перпендикулярному напрямку становить 0,79 Дж/(див. С. К). Електричне сопро?? івленіе графіту в напрямку шарів у 104 разів менше, ніж в перпендикулярному напрямку.
Окремі шари атомів в кристалі графіту, пов'язані між собою порівняно слабко, легко відокремлюються один від одного. Цим пояснюється мала механічна міцність графіту. Якщо провести шматком графіту по папері, то дрібні кристалики графіту, що мають вигляд лусочок, прилипають до паперу, залишаючи на ній сіру межу. На етoм засноване застосування графіту для виготовлення олівців.
На повітрі графіт не загорається навіть при сильному, але легко згоряє в чистому кисні, перетворюючись на діоксид вуглецю.
Завдяки електричної провідності графіт застосовується для виготовлення електродів. З суміші графіту з глиною роблять вогнетривкі тиглі для плавлення металів. Змішаний з маслом графіт служить прекрасним мастильним засобом, гак як лусочки його, заповнюючи нерівності матеріалу, створюють гладку поверхню, що полегшує ковзання. Графіт застосовують також як сповільнювач нейтронів в ядерних реакторах.
Крім природного, у промисловості знаходить застосування штучний графіт. Його отримують головним чином з кращих сортів кам'яного вугілля. Перетворення відбувається при температурах близько 3000 ° С в електричних печах без доступу повітря. На основі природного n, особливо, штучного графіту виготовляють матеріали, застосовувані в хімічній промисловості. Завдяки їх високій хімічній стійкості вони використовуються для футеровки, виготовлення труб та ін.
Графіт термодинамічно стійкий у широкому інтервалі температур і тисків, зокрема при звичайних умовах. У зв'язку з цим при розрахунках термодинамічних величин в якості стандартного стану вуглецю приймається графіт. Алмаз термодинамічно стійкий лише при високому тиску (вище 10 ° Па). Однак швидкість перетворення алмазу в графіт стає помітною лише при температурах вище 1000 ° С; при 1750 ° С перетворення алмазу в графіт відбувається швидко.
Аморфний вуглець (вугілля). При нагріванні вуглецевмісних сполук без доступу повітря з них виділяється чорна маса, звана аморфним вуглецем або просто вугіллям. Такий вуглець складається з дрібних кристаликів з розупорядкованою структурою графіту. Вугілля розчиняється в багатьох розплавлених металах, наприклад в залозі, нікелі, платині. Щільність вугілля коливається від 1,8 до 2,1 г/см ^ 3.
Вугілля істотно розрізняються за своїми властивостями в залежності від речовини, з якої вони отримані і способу отримання. Крім того, очи завжди містять домішки, що сильно впливають на їх властивості. Найважливіші технічні сорти вугілля: кокс, деревне вугілля, кісткове вугілля і сажа.
Кокс виходить при сухій перегонці кам'яного вугілля. Застосовується він головним чином у металургії при виплавці металів з руд.
Деревне вугілля виходить при нагріванні дерева без доступу повітря. При цьому вловлюють ланцюгові продукти сухої перегонки - метиловий спирт, оцтову кислоту та ін. Деревне вугілля застосовується в металургійній промисловості, в ковальській справі.
Завдяки по...
