Лекция №6.
Тақырыбы: Көміртегінің наноәлемдегі ерекше орны.
Жоспар:
Көміртегі негізіндегі құрылымдар.
Көміртекті наноқұрылымдарды алу.
Көмiртегі негiзiндегі құрылымдар. Көмiртек элементтердiң Д.И.Менделеевтiң периодтық жүйесінiң IV тобының (С, Si, Ge, Sn, Pb) металл емес химиялық элементi болып табылады. Сондықтан көміртектің 4 валенттi электроны бар. Ол кеңінен таралған және тірі табиғаттың негізін құрайды бірақ оның Жер қыртысындағы құрамы бар болғаны 0,19%. Д.И.Менделеев былай деп жазған болатын: «элементтердің ешқайсысының қүрделену қабілеті көміртектегі сияқты деңгейде дамымаған».
Бір химиялық элементтің атомдарының әралуан кеңістіктік конфигурациялар жасай отырып, бір – бірімен әртүрлі тәсілдермен бірігу қабілеті аллотропия деп аталады.
Көміртек осындай қасиетке ие. Шынында да көміртекте төрт аллотропиялық модификация бар, олар – алмаз (1а-сурет), графит (1б-сурет), карбин және фуллерен. Соңғы жылдары көміртектің жаңа модификациясы табылды: фуллерендер, көміртектік нанотүтікшелер, графен. Олардың ерекше қасиеттері нанотехнология саласында жаңа мүмкіндіктердің ашылуына мүмкіндік беріп отыр.
1-сурет. Алмаз (а) бен графиттің (б) кристалдық құрылымы.
Алмазда көміртек атомдарының барлық валентті төрт электроны өте берік ковалентті С - С байланысын түзеді. Оларды бөлу өте қиын. Сондықтан онда өткізгіштік электрондар жоқ және ол диэлектриктерге жатады. Осы себепті алмаз өте берік және аса жоғары температурада балқиды (3550°С).
Көміртектің тағы бір аллотропиялық формасы графит болып табылады. Оның қасиеттері бойынша алмаздан айырмашылығы өте көп. Графит – графендік деп аталатын жеңіл қабаталынатын жазықтықтардан тұратын жұмсақ кара зат. Графендік жазықтық шегінде көміртек атомдары күшті ковалентті байланыстар арқылы біріктірілген.
2
|
|
|
Достарыңызбен бөлісу: |
