Аллотропия углерода Выполнила: Аникеева Евгения 554 группа

Аллотропия (от греч. Allos - иной, tropos - поворот, свойство) существование одного и того же элемента в виде различных по свойствам и строению структур.

Углерод был признан Лавуазье в конце XVIII в. и получил свое название (Carboneum) от латинского слова carbo – уголь. Углерод был признан Лавуазье в конце XVIII в. и получил свое название (Carboneum) от латинского слова carbo – уголь.

sp-Гибридизация (линейная) : Одна s- и одна р-орбиталь смешиваются, образуя две равноценные sp- орбитали, расположенные под углом 180°, т.е. на одной оси. Гибридные sp-орбитали участвуют в образовании двух s-связей. Две р-орбитали не гибридизованы и расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях:

sp2-Гибридизация (плоскостно-тригональная) : Одна s- и две p-орбитали смешиваются, и образуются три равноценные sp2-гибридные орбитали, расположенные в одной плоскости под углом 120° (выделены синим цветом). Они могут образовывать три s-связи. Третья р-орбиталь остается негибридизованной и ориентируется перпендикулярно плоскости расположения гибридных орбиталей.

sp3-Гибридизация (тетраэдрическая) : Одна s- и три р-орбитали смешиваются, и образуются четыре равноценные по форме и энергии sp3-гибридные орбитали.

Схематическое изображение трех основных аллотропных форм углерода.

Смешанные гипотетические формы: плоскостной графин; трехмерная сетка металлического углерода; супералмаз и карбино-алмазный гибрид (слоисто- цепочечный углерод).

Промежуточные формы углерода: углеродные моноциклы и замкнуто- каркасные структуры.

Графит (от греч. пишу) минерал из класса самородных элементов.

Кристаллическая структура графита.

Алмаз – минерал, одна из аллотропных форм углерода.

Фрагмент кристаллической решетки алмаза.

Октаэдрический кристалл алмаза. Сканирующий электронный микроскоп.

Первый синтетический алмаз получил Анри Муассан.

Алмаз «Леонид Васильев» весом 54,05 карат.

Карбин аллотропная форма углерода на основе sp-гибридизации углеродных атомов.

Фуллерены молекулярные соединения, представляющие собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из четного числа трехкоординированных атомов углерода.

В 1985 году группа исследователей – Роберт Керл, Харолд Крото, Ричард Смолли, Хит и ОБрайен – открыли фуллерены С60 и С70.

Схема установки для получения фуллеренов. 1 – графитовые электроды; 2 – охлаждаемая медная шина; 3 – медный кожух; 4 – пружины.

Наномашина на основе фуллеренов.

Макромолекулярные наностратостат и нанодирижабль.

Модель взаимодействия ДНК с молекулой фуллерена С60.

Углеродные нанотрубки протяженные цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких микрометров состоят из одной или нескольких свернутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей (графенов) и заканчиваются обычно полусферической головкой.

Схема установки для получения нанотрубок. 1 – катод; 2 – анод; 3 – слой осадка, содержащего нанотрубки; 4 – плазма дуги.

Электронно-микроскопический снимок углеродных нанотрубок.

Транзисторы на углеродных нанотрубках.

Применений нанотрубок в компьютерной индустрии.

Сверхточный детектор массы и силы на основе нанотрубки.

Графен пленка толщиной в атом.

Графеновый транзистор.

Литература: D0%BE%D0%B4 D0%BE%D0%B4 D0%BE%D0%B4 D0%BE%D0%B B0%D0%B7&lr= B0%D0%B7&lr= B0%D0%B7&lr B0%D0%B7&lr D0%B0%D1%80%D0%B1%D0%B8%D0%BD D0%B0%D1%80%D0%B1%D0%B8%D0%BD D0%B0%D1%80%D0%B1%D0%B8%D0%BD D0%B0%D1%80%D0%B1%D0%B8%D0%BD %B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%8B&ndsp=20&svnum=10&um=1&hl= ru&lr=&start=80&sa=N %B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%8B&ndsp=20&svnum=10&um=1&hl= ru&lr=&start=80&sa=N %B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%8B&ndsp=20&svnum=10&um=1&hl= ru&lr=&start=80&sa=N %B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%8B&ndsp=20&svnum=10&um=1&hl= ru&lr=&start=80&sa=N %80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B5+%D0%BD%D0%B0% D0%BD%D0%BE%D1%82%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%BA%D0%B8&s vnum=10&um=1&hl=ru&start=20&sa=N&ndsp=20 %80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B5+%D0%BD%D0%B0% D0%BD%D0%BE%D1%82%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%BA%D0%B8&s vnum=10&um=1&hl=ru&start=20&sa=N&ndsp=20 %80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B5+%D0%BD%D0%B0% D0%BD%D0%BE%D1%82%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%BA%D0%B8&s vnum=10&um=1&hl=ru&start=20&sa=N&ndsp=20 %80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B5+%D0%BD%D0%B0% D0%BD%D0%BE%D1%82%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%BA%D0%B8&s vnum=10&um=1&hl=ru&start=20&sa=N&ndsp= B5%D0%BD&svnum=10&um=1&hl=ru&lr=&start=20&sa=N&ndsp=20 B5%D0%BD&svnum=10&um=1&hl=ru&lr=&start=20&sa=N&ndsp=20 B5%D0%BD&svnum=10&um=1&hl=ru&lr=&start=20&sa=N&ndsp=20 B5%D0%BD&svnum=10&um=1&hl=ru&lr=&start=20&sa=N&ndsp=