Алмаз-графит

Алмаз. При слове алмаз сразу же вспоминаются окутанные завести тай- ны истории,повествующие о поисках сокровищ.Когда-то люди, охотившие- ся за алмазами, и не подозревали, что предметов их страсти является криста- ллический углерод-тот самый углерод, который образует сажу, копоть и уго- ль.Впервые это доказал Лавуазье.Он поставил опыт по сжиганию алмаза, ис- пользуя собранную специально для этой цели зажигательную машину.Ока- залось, алмаз сгорает на воздухе при темпратуре около 700 С, не оставляя твердого остатка, как и обычный уголь.

В структуре алмаза каждый атом углерода имеет четырех соседей, которые расположены от него на равных расстояниях в вершинах тетраэдра. Весь кристалл представляет собой единый трехмерный каркас.С этим связаны многие свойства алмаза, в частности его самая высокая среди минералов тве рдость.Она-то и дала камню имя, которое происходит от греч.адамас-тве- рдый,непреклонный,несокрушимый. Кристаллы алмаза, особенно ограненные бриллианты, очень сильно пре- ломляют свет. Этим и обусловлена знаменитая игра бриллиантов.

В России ювелирные алмазы вошли в моду в середине 18 в.Ими украшали не только царские диадемы и скипетры, но также брелки, застежки, трости, табакерки и даже обувь Мелкие алмазы используются для резки стекла и металлов, служат наконечниками сверл, резцов. Алмазный порошок издре- вле применяют для полировки и огранки драгоценных камней. Графиит.В древности графит считали одним из минералов свинца, воз- можно из-за того, что, подобно свинцу, он оставляет на бумаге след.В 18 в. К.В.Шееле доказал, что графит предсталяет собой особый минеральный уголь.Родственные отношения между алмазом и графитом были подробно изучены коллегой Лавуазье французским химиком Луи Бернаром Гитоном де Морвопри осторожном нагревании алмаза без доступа воздуха он по- лучил порошок графита.

Графит-мягкое вещество серого цвета.Атомы углерода связаны в нем в плоские слои, состоящие из соединенных ребрами шестиугольником, на- подобие пчелиных сот. Каждый атом в таком слое имеет трех соседей, уг- ол между связями С-С-С равен 120 . Для образования трех ковалентных связей атом предоставляет три электрона,а четвертый электрон, образуя п-связи, делокализован по всему кристаллу.Этим обьясняются такие сво- йства графита, как металлический блеск и электропроводность.

Поскольку электронные облака атомов из соседних плоских слоев пере- крываются, между слоями возникают слабые связи, которые рвутся даже при незначительной нагрузке.

Для того чтобы в этом убедиться, доста- точно провести карандашом по листу бумаги на листе останется след из чешуек графита. Графит широко применяется в технике. Графитовый порошок исполь- зуют для изготовления минеральных красок, а также в качестве смазочно- го материала-между отдельными слоями графита взаимодействие настоль- ко слабое, что возникает скольжение.Графитовые стержни служат электродами во многих электрохимических процессах из смеси графита с глиной изготовляют тигли для плавки металлов.

Блоки из особо чисто- го графита являются основным материалом для создания атомных реакто- ров. В первом отечественном реакторе,например,было использовано 450т графита. В отсутствие кислорода графит и алмаз выдерживают нагревание до вы- соких температур эти вещества переходят в газовую фазу в виде молекул сп лишь при 3000 С. Поэтому графит используют как теплозащитный ма- териал для головных частей ракет.Графит-наиболее устойчивая при комнатной температуре аллотропная модификация углерода.

Теоретически все алмазы должны были уже дав- но превратиться в графит, но с заметной скоростью такая реакция идет лишь начиная с температуры около 1000 С,а при 2000 С она происходит почти мгновенно. Однако с практической точки зрения гораздо больший интерес представляет обратный процесс-превращение графита в алмаз.Это становится возможным при температуре около 3000 С и давлении 3106 атм. К сожелению, алмазы, которые удается получить из графита, обычно очень мелкие и невысокого качества.

Они могут быть использо- ваны лишь для технических целей.