Температура плавления углерода: Недопустимое название — Циклопедия

Содержание

Впервые исследованы свойства жидкого углерода

В графите атомы углерода расположены в виде слоев, в каждом из которых они очень прочно связаны друг с другом, а взаимодействие между слоями слабое. Слои графита легко скользят друг относительно друга, благодаря чему он может использоваться как карандаш или сухая смазка. За отделение от кристалла графита одного слоя атомов и изучение такого двумерного объекта, получившего название графен, в 2010 году была присуждена Нобелевская премия. Графит широко используется в атомной промышленности в качестве замедлителя нейтронов, и знание его свойств при высоких температурах и давлениях необходимо для оценки безопасности работы таких реакторов. Кроме того, эти свойства могут понадобиться для разработок технологий получения искусственных алмазов и углеродных нанотрубок.

Для изучения свойств графита при высоких температурах и давлениях, а также при его переходе в жидкое состояние исследователи помещали образец графита между двумя пластинами сапфира и нагревали его импульсом электрического тока. Каждый эксперимент длился около микросекунды, и за это время графит нагревался до температуры плавления, плавился и далее нагревался в жидком состоянии. Такая экспериментальная методика обеспечивает однородное повышение температуры образца и его одномерное тепловое расширение. В ходе эксперимента измеряются тепло, рассеянное в образце, давление, объем образца, удельное электросопротивление и температура.

«Для нас стало неожиданностью, что измеренные температуры плавления графита оказались выше общепринятых более чем на тысячу градусов. Мы первые измерили скачки плотности, энтальпии и удельного сопротивления при его плавлении, а также получили значения теплоемкости графита и жидкого углерода. Кроме того, мы обнаружили, что скорость звука в жидком углероде возрастает при уменьшении плотности. Результаты этих экспериментов могут быть использованы для описания эволюции углеродных планет и усовершенствования технологий производства искусственных алмазов и углеродных нанотрубок», — подводит итог Анатолий Рахель, кандидат физико-математических наук, сотрудник Объединенного института высоких температур РАН.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес [email protected]

ICSC 0702 — УГЛЕРОД

ICSC 0702 — УГЛЕРОД
УГЛЕРОДICSC: 0702 (Апрель 2017)
CAS #: 7440-44-0
UN #: 1361 (животного или растительного происхождения)
EINECS #: 231-153-3

  ОСОБЫЕ ОПАСНОСТИ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ ТУШЕНИЕ ПОЖАРА
ПОЖАР И ВЗРЫВ Очень легко воспламеняется в виде порошка. Горючее.  Мелкодисперсные частицы образуют в воздухе взрывчатые смеси.  НЕ использовать открытый огонь, НЕ допускать образование искр, НЕ КУРИТЬ.  Замкнутая система, взрывозащищенное (для пыльной среды) электрическое оборудование и освещение. Не допускать оседания пыли. Предотвращать образование электростатического заряда (например, используя заземление).  Использовать распыленную воду, порошок, пену, двуокись углерода.  В случае пожара: охлаждать бочки и т.д. распыляя воду. 

   
  СИМПТОМЫ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
Вдыхание      
Кожа      
Глаза   Использовать защитные очки.  Прежде всего промыть большим количеством воды (снять контактные линзы, если это возможно сделать без затруднений), затем обратится за медицинской помощью. 
Проглатывание      

ЛИКВИДАЦИЯ УТЕЧЕК КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА
Индивидуальная защита: Респиратор с сажевым фильтром, подходящий для концентрации вещества в воздухе. Смести просыпанное вещество в закрытые контейнеры. При необходимости, сначала намочить, чтобы избежать появления пыли. Хранить и утилизировать в соответствии с местными правилами. 

Согласно критериям СГС ООН

ОПАСНО

Спонтанно воспламеняется при соприкосновении с воздухом 

Транспортировка


Классификация ООН
Класс опасности по ООН: 4.2; Группа упаковки по ООН: III 

ХРАНЕНИЕ
Обеспечить огнестойкость. Отдельно от сильных окислителей. 
УПАКОВКА
Герметичная. 

Исходная информация на английском языке подготовлена группой международных экспертов, работающих от имени МОТ и ВОЗ при финансовой поддержке Европейского Союза.
© МОТ и ВОЗ 2018

УГЛЕРОД ICSC: 0702
ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Агрегатное Состояние; Внешний Вид
ЧЁРНОЕ ПОРОШКООБРАЗНОЕ ИЛИ ТВЕРДОЕ ВЕЩЕСТВО В РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАХ. В ЧИСТОМ ВИДЕ НЕ ИМЕЕТ ЗАПАХА. 

Физические опасности
При смешении вещества виде порошка или гранул с воздухом возможен взрыв. Если вещество сухое, то оно может получать электростатический заряд от счет завихрения, пневматической транспортировки, разливки и т.д. 

Химические опасности
Вещество может спонтанно воспламеняться при контакте с воздухом. При сгорании образует угарный газ при недостаточной вентиляции. Вещество является сильным восстановителем. Активно вступает в реакцию с окислителями, такими как броматы, хлораты и нитраты. 

Формула: C
Атомная масса: 12
Температура кипения: >4000°C
Температура плавления: >3500°C
Относительная плотность (вода = 1): 1.8-3.51
Растворимость в воде: не растворяется 


ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ И ЭФФЕКТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Пути воздействия
 

Эффекты от кратковременного воздействия
 

Риск вдыхания
Концентрация частиц в воздухе, вызывающая неприятные ощущения, может быть достигнута быстро при распылении. 

Эффекты от длительного или повторяющегося воздействия
 


Предельно-допустимые концентрации
 

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
 

ПРИМЕЧАНИЯ
Health effects of exposure to the substance have been extensively investigated but none has been found.
This card applies to pure carbon in a non-fibrous form.
Carbon fibres or carbon containing polycyclic aromatic hydrocarbons may pose different hazards.
См. карты ICSC 0471 и 0893. 

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
  Классификация ЕС
 

(ru)Ни МОТ, ни ВОЗ, ни Европейский Союз не несут ответственности за качество и точность перевода или за возможное использование данной информации.
© Версия на русском языке, 2018

Углерод Температура плавления — Энциклопедия по машиностроению XXL

Свариваемость стали зависит от содержания в ней углерода. С увеличением содержания углерода температура плавления стали понижается, и ее легче пережечь. Так как при газовой сварке зона нагрева металла больше, чем при электросварке, то для большинства деталей автомобиля, изготовленных из среднеуглеродистых термически обработанных и специальных сталей, применяют электросварку.  
[c.278]

Автомобильные детали, изготовленные из малоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей, хорощо свариваются газовой сваркой. Труднее сваривать газовым пламенем стали с содержанием углеродов более 0,4%, термически обработанные и легированные стали. Это связано с тем, что с повышением содержания углерода температура плавления углеродистой стали понижается и пламенем газовой горелки легко ее пережечь.  [c.117]


По мере насыщения железа углеродом температура плавления его понижается и в распаре и заплечиках основная масса железа расплавляется. Полученный железоуглеродистый сплав капельками стекает в горн и, протекая по кускам кокса, дополнительно насыщается углеродом (3,9—4,0% и более) и серой, а также растворяет кремний, марганец, фосфор и другие примеси, которые восстанавливаются из руды.  [c.36]

Цементит (Ц) — химическое соединение железа с углеродом (карбид железа Ре,С). В цементите содержится 6,67% углерода. Температура плавления цементита около 1600 С. Он очень тверд (НВ-800), хрупок и практически не обладает пластичностью. Цементит неустойчив и в определенных условиях распадается, выделяя свободный углерод в виде графита по реакции Ре,С->ЗРе+С.  

[c.27]

Обычными примесями в техническом никеле являются кобальт, железо, кремний, медь. Эти примеси не оказывают вредного влияния, так как образуют с никелем твердые растворы. При содержании углерода свыше 0,4% но границам зерен выделяется графит, что вызывает снижение прочности металла. Сера является вредной примесью, образующей с никелем сульфид N 382, который дает с никелем эвтектику с температурой плавления 625°С. Кислород, присутствующий в металле в виде NiO, при малом его содержании не сказывается на свойствах металла.  [c.256]

Углерод является неметаллическим элементом 1Ь периода 4-й Группы (атомный номер 6) удельный вес 25,0 т/м температура плавления 3500° С.  

[c.58]

Углерод — неметаллический элемент П периода IV 1-руппы периодической системы, атомный номер 6, атомная масса 12, атомный радиус 0,077 нм, плотность 2,5 г/см . Температура плавления 3500 °С [36].  [c.66]

С углеродом вольфрам образует карбиды W2 (с температурой плавления 2780°С) и W (который при 2600°С разлагается на графит и W2 ). Карбиды вольфрама используют в производстве твердых сплавов для изготовления режущих инструментов.  [c.95]

Большая часть асимметричных молекул органических веществ содержит асимметричный элемент — атом углерода, связанный четырьмя валентными связями с различными радикалами, Две такие формы — оптические антиподы — показаны на рис. 20.6. Зеркальные изомеры вещества имеют, как правило, одинаковые химические свойства, плотность, температуру плавления и т. д. Основное их специфическое свойство — оптическая активность, когда правые и левые формы вращают плоскость поляризации в разных направлениях. Это единственный надежный и точный метод исследования разных форм асимметричных веществ.  [c.77]


Однако в некоторых случаях с увеличением содержания углерода и хрома в сталях при высокой температуре могут возникать обратные эффекты, когда величины 6] и /11 (0) увеличиваются вследствие снижения температуры плавления. В результате сопротивление деформации высокоуглеродистых сталей при низкой скорости выше, чем низкоуглеродистой стали. Последнее хорошо известно пз заводского опыта.  [c.473]

Железо может находиться в двух аллотропических формах, которым соответствуют решетки ОЦК и ГЦК (см. рис. 1.4). Если чистое железо претерпевает аллотропическое превращение ОЦК ГЦК,. т. е. a-Fe ч у-Ре при 911 °С, то при сплавлении с углеродом эта температура может снизиться вплоть до 727 °С (рис. 1.12, линия PSK). Температура плавления железа составляет 1539 °С.  [c.23]

Хром, молибден и вольфрам при 20 °С устойчивы при повышенных температурах они окисляются, особенно молибден и вольфрам, оксиды которых летучи. При высокой температуре эти металлы реагируют с азотом и углеродом их карбиды имеют высокие твердость и температуру плавления.  [c.111]

Технологические данные. Литейные свойства сплава хорошие. Сплав хорошо модифицируется перегревом до температуры 850—900 С и введением веществ, содержащих углерод. При плавлении сплав МЛ6 требует применения флюсов (Ви2, ВиЗ), предупреждающих горение. Температура литья 690—800° С. Жидкотекучесть по длине прутка 335 мм. Горячеломкость по ширине кольца 25—30 мм. Линейная усадка 1,1—1,2%.  [c.152]

ВОЛЬФРАМ Физические свойства В табл. 2 приведены физические свойства вольфрама. Металл отличается высокой температурой плавления, превосходящей температуру плавления всех элементов, кроме углерода, низкой упругостью пара, малой скоростью испа- 2. Физические свойства вольфрама и молибдена  [c.447]

Молибден относится к наиболее тугоплавким элементам. По температуре плавления его превосходят только четыре элемента вольфрам, рений, тантал и углерод.  [c.456]

Точка перехода железа из жидкого состояния в твёрдое и обратно лежит при температуре 1539° С. В зависимости от концентрации углерода температура плавления изменяется по линии AB D (линия ликвидуса), имея минимум в эвтектической точке С (содержание углерода 4,Зо/о).  [c.89]

Карбид железа РвдС хорошо растворяется в твердом железе и постепенно образуется сплав железа с углеродом. С увеличением содержания углерода температура плавления сплава значительно понижается и достигает минимального значения 1147° С при 4,3% С. В зонах печи с высокими температурами — обычно в нижней части шахты — начинается плавление сплава. Жидкий сплав — чугун, стекая вниз, омывает куски раскаленного кокса и дополнительно интенсивно науглероживается. В нем также растворяются восстановленный марганец, кремний и другие примеси. Конечный состав чугуна устанавливается в горне. При этом большое значение имеют состав, свойства и количество шлака.  [c.31]

Цементит — карбид железа РСдС, образующийся при содержании углерода 6,67%. Цементит имеет сложную орторомбическую решетку, в элементарной ячейке которой находятся 12 атомов железа и 4 атома углерода. Температура плавления цементита около 1600° С. Цементит обладает очень высокой,твердостью —800 НВ, хрупкий. До 217° С обладает слабыми ферромагнитными свойствами.  [c.155]

Карбиды Химичес- кая формула Практическое содеожание углерода, % Температура плавления, С Твердость по шкале Мооса Удель- ный вес Размер частиц после размола, мк  [c.468]

При насыщении углеродом температура плавления железа понижается и на уровне распара и заплечиков оно расплавляется. Капли железоуглеродистого сплава, протекая по кускам кокса, дополнительно насыщаются углеродом (до 4% и более), марганцем, кремнием, фосфором, которые восстанавливаются из руды, а также серой, содержащейся в коксе. Эти процессьх протекают следующим образом.  [c.38]

Углерод. С повышением содержапия углерода температура плавления стали понижается при содержании углерода 0,7% и вьнпе кислородная резка стали затрудняется. Кроме того, при содержании углерода свыше 0,3% обработанная поверхность заметно увеличивает свою твердость по сравнению с первоначальной. Это явление поверхностной закалки выражается тем резче, чем выше содержание углерода и скорость охлаждения изделия после резки. При содержании углерода свыше 0,7% в случае резки без иредварительного подогрева изделия необходимо более мощное подогревающее пламя для нагрева стали до температуры, при которой она. может гореть в кислороде.  [c.322]


Цементит (Ц) — карбид железа F g в котором содержится 6,67 % углерода. Температура плавления цементита 1252 °С. Обладает очень высокой твердостью (около 800 НВ), легко царапает стекло. Цементит очень хрупок, имеет почти нулевую пластичность, имеет сложную ромбическую решетку с плотной упаковкой атомов. При нагреве цементит распадается.  [c.119]

Всем этим требованиям удовлетворяют железо, углеродистые и низколегированные конструкционные стали при невысоком содержании углерода температура плавления железа 1535 °С, горения 1200 °С, температура плавления оксида железа — 1370 °С. Тепловой эффект реакций окисления достаточно высок Ре + + 0,50г = РеО + 64,3 ккал/г-моль, ЗРе + 20а = Рез04 + Н- 266,9 ккал/г моль, 2Ре + 1,50г = РезОд + 198,5 ккал/г-моль, а теплопроводность железа является ограниченной.  [c.399]

Хром но отношению к кислороду обладает несколько большим сродством, чем железо, и образует окисел СгаО с высокой температурой плавления. Хром также обладает большим сродством к углероду, чем железо, и является карбидообразующим элементом. Он может входить в состав карбидов типа ] емептпт (Fo, Сг)зС и образует карбиды типов СГ7С3 и СггзС [иногда с частичной заменой атомов хрома другими, в частности железа, например (Fe, Сг)2зС(). Карбиды хрома термически более стойкие по срав-иению с карбидом железа, они растворяются медленнее и при более высоких температурах. В связи с этим для гомогенизации твердых растворов Fe—Сг—С требуется более высокая температура (рис. 128) и более длительная выдержка, чем для углеродистых сталей (- 900° С).  [c.258]

Наибольшее внимание привлекают алюминиевые сплавы, армированные волокнами из бора, углерода, нержавеющей стали и бериллия титановые сплавы, армированные волокнами молибдена и бериллия, и никелевые сплавы, армированные волокнами вольфрама, молибдена и их сплавов. Данные о прочности некоторых волокон и армированных материалов приведены в табл. 156 и 157. Такие материалы наиболее перспективны для деталей, работающих в условиях, близких к одноосному растяжению, например лопаток турбин я компрессоров. Максимальные рабочие температуры этих материалов близки к температуре плавления матрицы. На рис. 465 в качестве примера показаны температурные зависимости прочности для алюминия, армированного стеклянными и кварцевыми волокнами. Для сравнения на графике приведены свойства дисперсноупроч ненного алюминия и алюминиевого сплава. На рис. 466 показана макро- и микроструктура прутка из сплава нихром, армированного волокнами вольфрама (50%).  [c.640]

Опускаясь, шихта достигает зоны в печи, где температура 1000— 1100 С. При этих температурах восстановленное из руды твердое железо, взаимодействуя с оксидом углерода, коксом и сажистым углеродом, интенсивно растворяет углерод, вследствие чего температура плавления железа понижается и на уровне распара и заплечиков оио расплавляется. Капли железоуглеродистого сплава, протекая по кускам кокса, насыщаются углеродом (до 4 % и более), марганцем, кремнием, фосфором, которые при температуре 1000— 1200 С восстанавливаются из руды, а также серой, содержащейся в jiOK e.  [c.26]

Второму и четвертому условию не удовлетворяет чугун. По мере повышения содержания углерода в железе процесс резки значительно ухудшается из-за снижения температуры плавления и повышения температуры воспламенения. Чугун, содержапшй более 1,7% углерода, кислородной резкой не обрабатывается. Кроме того, вязкость шлака значительно возрастает при увеличении содержания кремния, который обязательно содержится в чугуне, что также является одной из причин невозможности вести кислородную резку чугуна.  [c.103]

В железо-углеродистых сплавах основными компонентами являются железо и углерод. Железо — металл IV периода VIII группы периодической системы. Атомный номер 26, атомная масса 55,85, атомный радиус 0,126 нм, плотность 0,126 г/смЗ. Температура плавления 1539 °С.  [c.66]

Углерод расположен в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева под номером 6 и имеет температуру плавления 3900°С, кипения 4825°С, атомную массу 12,0115. Структура его гексагональная и типа алмаза, графита а = 0,356 нм г = 0,076 нм. Роль углерода при формировании физико-механических и эксплуатационных (износостойких, жаростойких) свойств жаропрочнЕ>1х отливок очень велика.  [c.72]

Температура плавления парафина повышается с увеличением содержания углерода. В процессе получения так называемого товарного парафина отделяют низкоплавкие парафины и масла. В соответствии с ГОСТ 13577-71 нефтяные парафины подразделяют на технические высокаочищеиные (марки Л и В), медицинский, технические очищенные (марки Г н Д) (ГОСТ 16960-71) и неочищенный (спичечный). Для модельных составов применяют очищенный технический белый парафин, содержащий не более 2,3% масла, поставляемый в виде плиток массой 8-12 кг.  [c.174]

Компонентами данной системы являются железо и углерод. Железо -металл серебристо-белого цвета, атомный номер 26, атомный вес 55,85, атомный радиус 1,27 температура плавления 1539 С, плотность 7,86 17См7 Железо обладает невысокой твердостью и прочностью НВ80, а, = 250 МПа, 5 = 50%, ф = 80% имеет три полиморфные модификации Fea, Fe-. и Fe  [c.42]

Углерод — неметатлический элемент, атомный номер 6, атомный радиус 0,77 А , атомный вес 12,01, температура плавления 3500 С, плотность 2,5 г/см7 Углерод полиморфен. Он может образовывать три кристатлофафи-ческие формы, графит, алмаз, фуллерен.  [c.42]

Графит — природный ископаемый кристаллический материал с содержанием углерода до 90% и выше с температурой плавления около 3900° С при свободном доступе кислорода и высокой температуре окисляется, давая в основном газообразные окислы СО и СО . Кристаллическая решетка графита имеет явно выраженную слоистую структуру, отличающуюся легким перемещением Слоев друг относительно друга. Твердость графита не велика и изменяется в зависимости от направления относительно кристаллографических осей решетки в 5 раз с лишним. Графит обладает крупнокристаллическим строением, что отличает его от мелкокристаллических углей, в частности от сажи, которая имеет особо мелкодисперсионное кр исталлическое строение.  [c.264]


Порошок бериллия окисляется быстро, а при повышении температуры бурно сгорает. С азотом бериллий реагирует при температуре выше 900 — С, образуя нитрид BejNa, а с углеродом вблизи температуры плавления образует карбид ВеаС. С водородом бериллий реагирует с трудом (в искровом разряде и т. п.К образуя гидрид. С аммиаком он реагирует легче, чем с азотом, образуя нитрид. Мелкодисперсный бериллий сгорает в парах серы, селена и теллура.  [c.517]

Впервые удалось поставить эксперимент, позволивший изучить свойства жидкого углерода — Газета.Ru

Сегодня свойства жидкого углерода изучают в основном при помощи компьютерного моделирования, поскольку углерод существует при таких высоких давлениях и температурах, что их не могут выдержать никакие термопрочные сосуды. Но российским физикам удалось создать оригинальную методику, позволившую изучить свойства жидкого углерода во время эксперимента и сравнить его результаты с результатами компьютерного моделирования. Результаты этих экспериментов могут быть использованы для описания эволюции углеродных планет и усовершенствования технологий производства искусственных алмазов и углеродных нанотрубок. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters, исследования поддержаны грантом Российского научного фонда.

Углерод лежит в основе всего живого на нашей планете. Этот элемент способен образовывать абсолютно непохожие друг на друга кристаллы. Наиболее яркие примеры – это мягкий черный графит и прозрачный невероятно прочный алмаз. По своим свойствам эти кристаллы настолько отличаются друг от друга, что невольно закрадывается сомнение в идентичности атомов, из которых они состоят. В графите атомы углерода расположены в виде слоев, в каждом из которых они очень прочно связаны друг с другом, а взаимодействие между слоями слабое. Слои графита легко скользят друг относительно друга, благодаря чему он может использоваться как карандаш или сухая смазка. За отделение от кристалла графита одного слоя атомов и изучение такого двумерного объекта, получившего название графен, в 2010 году была присуждена Нобелевская премия. Графит широко используется в атомной промышленности в качестве замедлителя нейтронов, и знание его свойств при высоких температурах и давлениях необходимо для оценки безопасности работы таких реакторов. Кроме того, эти свойства могут понадобиться для разработок технологий получения искусственных алмазов и углеродных нанотрубок.

Для изучения свойств графита при высоких температурах и давлениях, а также при его переходе в жидкое состояние исследователи помещали образец графита между двумя пластинами сапфира и нагревали его импульсом электрического тока. Каждый эксперимент длился около микросекунды, и за это время графит нагревался до температуры плавления, плавился и далее нагревался в жидком состоянии. Такая экспериментальная методика обеспечивает однородное повышение температуры образца и его одномерное тепловое расширение. В ходе эксперимента измеряются тепло, рассеянное в образце, давление, объем образца, удельное электросопротивление и температура.

«Для нас стало неожиданностью, что измеренные температуры плавления графита оказались выше общепринятых более чем на тысячу градусов. Мы первые измерили скачки плотности, энтальпии и удельного сопротивления при его плавлении, а также получили значения теплоемкости графита и жидкого углерода. Кроме того, мы обнаружили, что скорость звука в жидком углероде возрастает при уменьшении плотности. Результаты этих экспериментов могут быть использованы для описания эволюции углеродных планет и усовершенствования технологий производства искусственных алмазов и углеродных нанотрубок», – подводит итог Анатолий Рахель, кандидат физико-математических наук, сотрудник Объединенного института высоких температур РАН.

Российские физики первыми изучили свойства жидкого углерода

https://ria.ru/20190514/1553481116.html

Российские физики первыми изучили свойства жидкого углерода

Российские физики первыми изучили свойства жидкого углерода — РИА Новости, 02.09.2019

Российские физики первыми изучили свойства жидкого углерода

Ученые из Объединенного института высоких температур РАН «расплавили» графит и впервые детально изучили свойства жидкой формы углерода. Результаты их замеров… РИА Новости, 02.09.2019

2019-05-14T15:58

2019-05-14T15:58

2019-09-02T15:36

наука

москва

российская академия наук

открытия — риа наука

российский научный фонд

физика

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155348/00/1553480084_0:124:1056:718_1920x0_80_0_0_e52b4079b3903ac9abbbb8c12ee17210.jpg

МОСКВА, 14 мая – РИА Новости. Ученые из Объединенного института высоких температур РАН «расплавили» графит и впервые детально изучили свойства жидкой формы углерода. Результаты их замеров были опубликованы в журнале Physical Review Letters.Почти все элементы и химические соединения, существующие во Вселенной, могут принимать четыре разных агрегатных формы материи – превращаться в твердое тело, жидкость, газ и плазму. Эти превращения, так называемые фазовые переходы, уже много столетий изучаются физиками, и пока ученые не могут уверенно сказать, что они полностью понимают все подобные процессы.К примеру, до сих пор физики до сих пор не могут точно объяснить то, почему некоторые элементы и соединения, такие как мышьяк, углекислота или чистый углерод, не обладают жидкой формой и напрямую превращаются в газ или в твердое тело при нагреве или охлаждении.В теории, их можно заставить стать жидкостью, если сжать эти материалы до умеренных, в случае с СО2, или же очень высоких давлений, однако таких условий нет ни на Земле, ни на других планетах, за исключением их сверхплотных недр. По этой причине ученые до сих пор не имеют даже минимально точных представлений о том, при каких температурах и давлениях плавится углерод.Физики и химики, как отмечает пресс-служба Российского научного фонда, уже несколько десятков лет активно пытаются «расплавить» алмазы или графит, получить жидкий углерод и изучить его свойства. Первую задачу японские ученые решили еще в 1997 году, пропустив мощнейший разряд электричества через углерод, однако в последующие годы ни они, ни другие физики не смогли измерить характеристики этой экзотической жидкости.Рахель и его коллега Арсений Кондратьев первыми получили эти экспериментальные данные, используя остроумный прием. Они сконструировали графитовую пленку из идеально наложенных друг друга листов углерода и «упаковали» ее в особый прозрачный материал из сапфировых пластинок.Этот «бутерброд» был собран таким образом, что его углеродная начинка расширялась только в одну сторону при пропускании через нее тока и резком нагреве. Это почти полностью исключало вероятность того, что внутри этой конструкции возникнут неоднородности, способные внести погрешность в измерения свойств жидкого углерода.Сам процесс нагрева и плавления занимал примерно микросекунду, во время которой ученые пропускали лазерные импульс через «бутерброд», замеряя то, как поменялся объем расплавленного углерода, его плотность, температуру плавления, структуру и другие физические характеристики. Параллельно они изучали этот материал при помощи пирометров и других приборов.Как оказалось, температура плавления и другие свойства жидкого углерода достаточно сильно расходились с тем, что ожидали увидеть физики, опираясь на результаты теоретических расчетов. Ученые предполагают, что некоторые из этих аномалий были связаны с тем, что атомы углерода начинают иначе соединяться друг с другом, подобно тому, как устроен алмаз и метан.

https://ria.ru/20190402/1552324858.html

https://ria.ru/20181109/1532456287.html

москва

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155348/00/1553480084_0:35:1056:827_1920x0_80_0_0_8cabf0874a376eda3bd87f4e5348255e.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

москва, российская академия наук, открытия — риа наука, российский научный фонд, физика

МОСКВА, 14 мая – РИА Новости. Ученые из Объединенного института высоких температур РАН «расплавили» графит и впервые детально изучили свойства жидкой формы углерода. Результаты их замеров были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

«Для нас стало неожиданностью, что измеренные температуры плавления графита оказались выше общепринятых более чем на тысячу градусов. Кроме того, мы обнаружили, что скорость звука в жидком углероде возрастает при уменьшении плотности. Результаты этих экспериментов помогут улучшить свойства искусственных алмазов и углеродных нанотрубок», – заявил Анатолий Рахель из ОИВТ РАН.

Почти все элементы и химические соединения, существующие во Вселенной, могут принимать четыре разных агрегатных формы материи – превращаться в твердое тело, жидкость, газ и плазму. Эти превращения, так называемые фазовые переходы, уже много столетий изучаются физиками, и пока ученые не могут уверенно сказать, что они полностью понимают все подобные процессы.

К примеру, до сих пор физики до сих пор не могут точно объяснить то, почему некоторые элементы и соединения, такие как мышьяк, углекислота или чистый углерод, не обладают жидкой формой и напрямую превращаются в газ или в твердое тело при нагреве или охлаждении.

2 апреля 2019, 16:27НаукаКвантовый компьютер Михаила Лукина решил первую серьезную задачу

В теории, их можно заставить стать жидкостью, если сжать эти материалы до умеренных, в случае с СО2, или же очень высоких давлений, однако таких условий нет ни на Земле, ни на других планетах, за исключением их сверхплотных недр. По этой причине ученые до сих пор не имеют даже минимально точных представлений о том, при каких температурах и давлениях плавится углерод.

Физики и химики, как отмечает пресс-служба Российского научного фонда, уже несколько десятков лет активно пытаются «расплавить» алмазы или графит, получить жидкий углерод и изучить его свойства. Первую задачу японские ученые решили еще в 1997 году, пропустив мощнейший разряд электричества через углерод, однако в последующие годы ни они, ни другие физики не смогли измерить характеристики этой экзотической жидкости.

Рахель и его коллега Арсений Кондратьев первыми получили эти экспериментальные данные, используя остроумный прием. Они сконструировали графитовую пленку из идеально наложенных друг друга листов углерода и «упаковали» ее в особый прозрачный материал из сапфировых пластинок.

Этот «бутерброд» был собран таким образом, что его углеродная начинка расширялась только в одну сторону при пропускании через нее тока и резком нагреве. Это почти полностью исключало вероятность того, что внутри этой конструкции возникнут неоднородности, способные внести погрешность в измерения свойств жидкого углерода.

9 ноября 2018, 13:49НаукаФизики из Британии открыли новую форму «кристаллического» азота

Сам процесс нагрева и плавления занимал примерно микросекунду, во время которой ученые пропускали лазерные импульс через «бутерброд», замеряя то, как поменялся объем расплавленного углерода, его плотность, температуру плавления, структуру и другие физические характеристики. Параллельно они изучали этот материал при помощи пирометров и других приборов.

Как оказалось, температура плавления и другие свойства жидкого углерода достаточно сильно расходились с тем, что ожидали увидеть физики, опираясь на результаты теоретических расчетов. Ученые предполагают, что некоторые из этих аномалий были связаны с тем, что атомы углерода начинают иначе соединяться друг с другом, подобно тому, как устроен алмаз и метан.

Углерод температура плавления — Справочник химика 21

    Сопоставление температур плавления и кипения углерода и его аналогов показывает, что они изменяются противоположным образом по сравнению с температурами плавления и кипения элементов главных подгрупп VII, VI и V групп периодической системы. Забегая вперед, можно отметить, что в главных подгруппах III, II и I групп так же, как и в подгруппе углерода, температуры плавления закономерно уменьшаются при переходе от легких аналогов к тяжелым. Не следует, однако, делать поспешного вывода о том, что у элементов I—IV групп металлические свойства ослабевают сверху вниз. Последовательное нарастание металлических свойств при переходе от легких элементов к тяжелым остается непреложным правилом для всех элементов главных подгрупп периодической системы Д. И. Менделеева. Падение температур плавления и кипения при переходе от углерода к свинцу отражает закономерное ослабление межатомных связей в кристаллических решетках простых веш,еств по мере уменьшения степени ковалентности связи и увеличения размеров атомов. [c.94]
    Температура плавления и другие свойства полиамидов зависят от числа метиленовых групп, разделяющих амидные связи. Полиамиды, полученные из диамидов и дикарбоновых кислот с четным числом атомов углерода, плавятся при более высокой температуре, чем изомерные им полимеры, полученные из мономеров с нечетным числом атомов углерода. Температуры плавления изомерных им полиамидов, полученных из смеси мономеров с четным и нечетным числом атомов углерода, занимают промежуточное положение (рис. 59). [c.382]

    Таким образом, [В4С] по энергии атомизации сходно с твердым бором, а [ВЫ] несколько ближе к твердому углероду. Температура плавления [В4Ы] близка к 2350° С, плотность его 2,52 г/см , цвет — черный, в порошке темно-серый. Карбид бора [c.367]

    Свойства простого вещества и соединений. В виде металла с чистотой, близкой к 100%, ванадий — серебристо-серый металл, ковкий, пластичный, твердый и стойкий к коррозии. Небольшие примеси углерода резко меняют его температуру плавления чистый плавится при =1900° С, а с добавкой углерода температура плавления поднимается до 2700° С. При этом металл становится твердым и хрупким. Ванадий при комнатной температуре устойчив к большинству реагентов воде, кислороду, щелочам, неокисляющим кислотам, за исключением плавиковой, которая легко растворяет оксидную пленку ванадия  [c.342]

    В изменениях температур плавления двухосновных кислот, а также и в изменениях их растворимости наблюдается своеобразная периодическая закономерность. Температуры плавления кислот с четным числом атомов углерода в молекуле выше температур плавления двух ближайших кислот с нечетным числом атомов углерода. В общем, в ряду кислот с четным числом атомов углерода температуры плавления с повышением молекулярного веса понижаются, а в ряду кислот с нечетным числом — температуры плавления (если исключить малоновую кислоту) повышаются, и для обоих рядов они постепенно сближаются. Более высоким температурам плавления соответствует меньшая растворимость. С повышением молекулярного веса двухосновных кислот растворимость их в воде падает. [c.447]

    Из диаграммы состояния системы Мо—Si—С (рис. 95) следует, что нецелесообразно спекать чистый дисилицид молибдена в графитовых тиглях ввиду неизбежного частичного разложения этого силицида и образования Si и тройной фазы. Тройная фаза этой системы дает псевдобинарную эвтектику с углеродом (температура плавления около 1950°) и представляет интерес в качестве связки в графитовых изделиях. [c.170]


    Тепловой эффект процесса зависит от содержания в чугуне кремния и марганца. При выгорании 1 % кремния, содержащегося в чугуне, выделяется такое количество тепла, которое нагревает всю массу чугуна на 200°. Окисление такого же количества марганца дает тепла в 3 раза меньше, а окисление углерода — в 10 раз меньше. Так как заливаемый в реторту чугун имеет температуру 1250—1300°, а выплавляемая сталь должна иметь температуру не ниже 1600° (с уменьшением количества углерода температура плавления стали повышается), то только для обеспечения нагрева массы металла содержание кремния в чугуне должно быть не ниже 1,8%. На практике содержание кремния в чугуне для конверторного процесса должно быть от [c.440]

    В первую очередь будет выделяться главным образом гелий, кипящий при температуре —269° С, затем в газообразное состояние перейдет водород, температура кипения которого равна —252,7° С, за ним неон (—246° С), затем азот (—195,8° С). Вслед за азотом, когда температура поднимется на 10° С, закипит аргон. Кислород пока останется в жидком состоянии, так как его температура кипения равна —183° С. После выделения кислорода при температуре —153° С начнет выделяться криптон и последним при —108° С закипит ксенон. На дне сосуда останется небольшое количество белого снегообразного вещества. Это затвердевшая двуокись углерода, температура плавления которой —97,6° С, а температура возгонки —78,5 С. [c.254]

    Для кислот с четным числом атомов углерода температуры плавления по мере усложнения частицы падают, для кислот с нечетным— возрастают. Как и для одноосновных кислот, здесь наблюдается различие между четными и -нечетными кислотами, но там температуры плавления по мере усложнения частицы увеличиваются, здесь же для четного ряда постепенно падают. [c.344]

    В еще большей степени это относится к нитридам и окислам вследствие гораздо большей электроотрицательности азота и кислорода. С повышением содержания металла в карбиде концентрация свободных электронов повышается и вследствие отталкивания анионов решетка разрыхляется с увеличением дефицита по углероду температура плавления карбидов Ti , Zr , Hf снижается. [c.185]

    Физические свойства. Двухосновные кислоты хорошо кристаллизуются. Температура плавления соединений этого ряда отличается теми же особенностями, что и в случае насыщенных жирных кислот, а именно члены с четным числом углеродных атомов имеют более высокую температуру плавления, чем соединения с нечетным числом атомов углерода. Температуры плавления кислот с четным и нечетным числом углеродных атомов в молекуле по мере увеличения количества последних все более сближаются. [c.113]

    Число атомов углерода Температура плавления Л К Энтальпия пла ия Дж/моль Параметры растворимости, Дж/моль  [c.239]

    Получают 20—21,5 г 1,1,3,4,5-пентахлор-1,2,6-фосфадиази-на с т. пл. 149—152°. После кристаллизации из петролейного эфира или чстыреххлористого углерода температура плавления не изменяется. Из бензольноог раствора после упаривания в вакууме получают дополнительно 3—4 г продукта, [c.95]

    По большей части в таких рядах, которые мы называем альтернирующими, разности температур плавления между соседними членами и разности температур плавления в обоих рядах становятся меньше с увеличением числа атомов углерода. В ряду нормальных парафинов содержащих от 16 до 60 атомов углерода, температуру плавления, согласно Тсакалотосу (Тзака1о1оз, 1900), можно вычислить по формуле  [c.204]

    В первую очередь должен выделиться газ, имеющий наиболее низкую температуру кипения,— гелий, он кипит при тбдМ пературе —269°, затем в газообразное состояние перейдет водород, температура кипения которого равна —252,7°, за ним испарится неон, кипящий при температуре—246,3°. После них начнет выделяться азот, кипящий при температуре—195,8°. Вслед за ним, когда температура поднимется на 10°, закипит аргон. Кислород пока останется в жидком состоянии, так как его температура кипения равна—183°. После того как кислород перейдет в газообразное состояние, при температуре—156,6° начнет выделяться крипто , я последним, при температуре —111,8° испарится ксенон. На дне сосуда останется небольшое количество белого снегообразного вещества. Это затвердевшая двуокись углерода, температура плавления которой —97,6°, а температура кипения —78,5°. [c.21]

    Отрыв всех четырех валентных электронов и образование четырехзарядного иона требует затраты 2098 (для Т1) и 1814 ккал (для 2т), что энергетически невыгодно. Поэтому для соединений титана, циркония и гафния характерны преобладание полярной ковалентной связи над ионной и неионный характер многих соединений. Примером могут служить тетрахлориды. Тетрахлорид титана имеет ковалентную природу. Его свойства, в том числе температуры плавления и кипения, близки к свойствам четыреххлористого углерода. Температуры плавления и сублимации тетрахлоридов циркония и гафния лежат между значениями для ковалентных ССЦ и Т1С14 с одной стороны, и ионного ТЬСЦ —с другой. [c.180]


    Поэтому можно ожидать, что для температур плавления органических веществ будут справедливы закономерности, известные для кристаллических решеток и действия межмолекулярных сил. Например, температура плавления повышается, когда два атома водорода у одного и того же атома углерода замещаются на кислород (альдегиды и кетоны) нли когда атом водорода замещается на группу —ОН или —ЫНа. С другой стороны, температура плавления понижается, когда водород в группе —ОН или —ЫНг замещается на группу —СНз. Введение поляризующих атомов или групп атомов, а также образование водородных связей вызывает повышение температуры плавления, а ослабление поляризующего влияния групп является причиной ее понижения. При равном числе атомов углерода температура плавления иодида обычно выше температуры плавления бромида, а последний плавится при более высокой температуре, чем хлорид. Температура плавления спиртов выше температуры плавления эфиров диалкиламин плавится при более высокой температуре, чем триалкиламин. а транс-олефан — при более высо- [c.814]

    Образуются при иепосредственно.м взаимодействии простых веществ в среде аргона при температуре 1260°С и восстановлением окислов или карбонатов углеродом. Температура плавления 1900—2400°С. При взаимодействии с водой и разбавленными кислотами разлагаются с выделением Н2С2 [c.206]

    При взаимодействии дициклопентадиенила кобальта с окисью углерода под давлением 250 ат и при 90—150° получается красно-коричневая легколетучая жидкость состава [Со (С5Н5)2] [ 0(00)4]. При дистилляции ее в высоком вакууме и температу-зе немного выше комнатной появляются признаки разложения. На воздухе соединение разлагается. Растворяется в органических средах (бензол, эфир) и при отсутствии воздуха в этих растворах устойчиво. В воде наступает быстрый гидролиз. При растворении иода в пиридине освобождается окись углерода. Температура плавления —22°. Температура кипения 139—140° (с частичным разложением). Соединение диамагнитно. Магнитный момент его равен нулю [124—126]. [c.170]

    Из смеси свежевосстановленного родия и брома при 160° и 200 ат давления окиси углерода получаются только следы двухкарбонилбромида. Соединение кристаллизуется в коричневых листочках, которые в проходящем свете кажутся желтыми. Оно сушится в струе сухой окиси углерода. Температура плавления его равияется 118°. Сублимирует при температуре 140°. Значительная летучесть говорит за неионогенную структуру соединения. Очищают его перекристаллизацией из органических растворителей или путем возгонки. При термическом разложении соединение дает черный металлический родий без примеси бромидов. По химическим свойствам двухкарбонилбромид аналогичен соответствующему хлориду. [c.323]


Алмазы выдерживают пятикратное давление в ядре Земли. Как это использовать? | Технологии

Алмаз выдерживает давление, в пять раз превышающее давление в ядре Земли. Ученые считают, что эти данные могут помочь исследователям понять внутреннее устройство богатых углеродом планет. Но как?

Что такое алмаз?

Алмаз — минерал, кубическая аллотропная форма углерода. При нормальных условиях метастабилен, то есть может существовать неограниченно долго. В вакууме или в инертном газе при повышенных температурах постепенно переходит в графит. Самый твердый по шкале эталонных минералов твердости Мооса.

Алмаз является широкозонным полупроводником. У него очень низкий коэффициент трения по металлу на воздухе — всего 0,1, что связано с образованием на поверхности кристалла тонких пленок адсорбированного газа, играющих роль своеобразной смазки.

Одним из важных свойств алмазов является люминесценция. Под действием солнечного света и особенно катодных, ультрафиолетовых и рентгеновских лучей камни начинают люминесцировать — светиться различными цветами.

Под действием катодного и рентгеновского излучения светятся все разновидности алмазов, а под действием ультрафиолетового — только некоторые. Рентгенолюминесценция широко применяется на практике для извлечения камней из породы.

Алмаз в материнской породе

Алмаз сходен со многими бесцветными минералами — кварцем, топазом, цирконом, которые часто используются в качестве его имитаций. Отличается твердостью — это самый твердый из природных материалов (по шкале Мооса — 10), оптическими свойствами, прозрачностью для рентгеновских лучей, светимостью в рентгеновских, катодных, ультрафиолетовых лучах.

Алмаз — редкий, но вместе с тем довольно широко распространенный минерал. Промышленные месторождения известны на всех континентах, кроме Антарктиды. Известно несколько видов месторождений камня.

Уже несколько тысяч лет назад алмазы в промышленных масштабах добывались из россыпных месторождений. Только к концу XIX века, когда впервые были открыты алмазоносные кимберлитовые трубки, стало ясно, что они не образуются в речных отложениях.

О происхождении и возрасте алмазов до сих пор нет точных научных данных. Ученые придерживаются разных гипотез — магматической, мантийной, метеоритной, флюидной, есть даже несколько экзотических теорий.

Большинство склоняется к магматической и мантийной теориям, к тому, что атомы углерода под большим давлением (как правило, 50 000 атмосфер) и на большой (примерно 200 км) глубине формируют кубическую кристаллическую решетку — собственно алмаз. Камни выносятся на поверхность вулканической магмой во время формирования так называемых трубок взрыва.

Схематическое изображение кристаллической решётки алмаза

Исключительная твердость находит свое применение в промышленности: драгоценный камень используют для изготовления ножей, сверл, резцов и тому подобных изделий.

Потребность для промышленного применения вынуждает расширять производство искусственных алмазов. В последнее время проблема решается за счет кластерного и ионно-плазменного напыления алмазных пленок на режущие поверхности.

Алмазный порошок (как отход при обработке природного алмаза, так и полученный искусственно) используется как абразив для изготовления режущих и точильных дисков, кругов и т. д.

В чем особенность алмазов?

Главные отличительные черты алмаза — высочайшая среди минералов твердость (и в то же время хрупкость), наиболее высокая теплопроводность среди всех твердых тел 900–2300 Вт/(м·К), большой показатель преломления и дисперсия.

Алмаз является широкозонным полупроводником. У него очень низкий коэффициент трения по металлу на воздухе — всего 0,1, что связано с образованием на поверхности кристалла тонких пленок адсорбированного газа, играющих роль своеобразной смазки. Когда такие пленки не образуются, коэффициент трения возрастает и достигает 0,6–1,0.

Высокая твердость обуславливает исключительную износостойкость алмаза на истирание. Для него также характерны самый высокий (по сравнению с другими известными материалами) модуль упругости и самый низкий коэффициент сжатия.

Температура плавления составляет примерно 3 700–4 000 °C при давлении ~11 ГПа. На воздухе алмаз сгорает при 850–1 000 °C, а в струе чистого кислорода горит слабо-голубым пламенем при 720–800 °C, полностью превращаясь в углекислый газ.

Алмаз может выдержать пятикратное давление в ядре Земли 

В конце января 2021 года ученые выяснили, что алмаз выдерживает давление, в пять раз превышающее давление в ядре Земли: структура материала сохраняется даже при сжатии до 2 трлн паскалей.

Исследование предполагает, что камень является метастабильным при высоких давлениях: он сохраняет свою структуру, несмотря на то, что в таких условиях ожидается доминирование других, более стабильных структур. Изучение причуд алмаза при экстремальном давлении может помочь выявить внутреннюю работу богатых углеродом экзопланет.

Богатые углеродом планеты могут состоять из алмазов

За пределами нашей Солнечной системы может существовать множество планет, состоящих из алмазов. Так считают ученые из Университета штата Аризона и Чикагского университета.

Они выдвинули предположение, что богатые углеродом экзопланеты могут состоять из алмазов и двуокиси кремния. На Земле диоксид кремния встречается в основном в виде песка и кварца.

Звезды и планеты образуются из газовых облаков и космической пыли. И именно состав газов определяет то, как выглядит та или иная звезда и планета.

Планета с низким отношением углерода к кислороду, как Земля, будет состоять из силикатов (солей и сложных эфиров) и оксидов и будет содержать мало алмазов. Доля алмазов на Земле составляет всего 0,001% от ее состава.

В отличие от нашего Солнца, у других звезд может быть более высокое соотношение углерода и кислорода. И в сочетании с водой в этой среде могут образовываться планеты, богатые углеродом. 

Чтобы проверить эту гипотезу, исследовательская группа провела эксперимент, сымитировав химическое зарождение этих углеродистых экзопланет с помощью высоких температур и давления. Результаты работы в лаборатории показали, что при высокой температуре и давлении карбид кремния вступал в реакцию с водой и превращался в алмазы и кремнезем.

Что мы знаем об углеродных планетах?

Углеродная планета — теоретическая разновидность экзопланет земного типа, которая была предсказана американским астрофизиком Марком Кюхнером.

Условием для формирования планет такого типа является большое содержание углерода в протопланетном диске и малое содержание кислорода. По химическому свойству такая планета будет довольно сильно отличаться от планет земного типа, таких как Земля, Марс и Венера, которые построены преимущественно на базе кремния и кислорода, и углерода в их составе содержится не так много.

Планета, предположительно, будет иметь железосодержащее ядро, подобно другим планетам земной группы. Основу поверхности будут составлять преимущественно карбиды кремния и титана, а также чистый углерод.

Также возможно наличие областей, сплошь покрытых километрами алмазов. Атмосфера будет состоять из углеводородов и диоксида углерода. Жизнь на планете этого класса потенциально возможна, если на планете есть вода, однако формы жизни будут резко отличаться от земной в связи с малым количеством кислорода, которого будет недостаточно для формирования органических веществ земного типа.

Пульсар PSR 1257+12, возможно, имеет углеродные планеты, которые сформировались после взрыва сверхновой из углеродного слоя бывшей звезды. Планеты этого типа могут находиться возле галактического ядра, где звезды содержат много углерода.

Диаметр и масса углеродных планет не отличаются от обычных планет, содержащих преимущественно воду и соединения кремния, поэтому разделить их пока в случае обнаружения не представляется возможным.

В 2014 году астрономы из Йельского университета под руководством Джона Мориарти (John Moriarty) разработали модель, позволяющую оценивать состав экзопланет, основанную на изменениях с годами в составе газообразных дисков, в которых формируются планеты.

Согласно их выводам, в дисках, где соотношение углерода и кислорода превышает 0,8, богатые углеродом планеты могут образовываться дальше от центра диска. Кроме того, ученые считают, что углеродные планеты могут формироваться в дисках, где соотношение углерода и кислорода достаточно низкое (0,65), но в этом случае такие планеты образуются близко к своей звезде.

Соответственно, богатые углеродом планеты могут оказаться гораздо более распространенным явлением, чем считалось ранее. 

Художественное изображение углеродной планеты. Цвет планеты тёмный и красноватый вследствие наличия углеводородов.

Читать далее

Аборты и наука: что будет с детьми, которых родят

Радары обнаружили последний форт тлинкитов на Аляске. Его искали более 100 лет

Треть переболевших COVID-19 возвращаются в больницу. Каждый восьмой — умирает

почему углерод имеет высокую температуру плавления

В отсутствие кислорода алмазы можно нагревать до гораздо более высоких температур. … Конечная точка плавления алмаза составляет около 4027° по Цельсию ( 7280° по Фаренгейту ).

Какой элемент не имеет точки плавления?

Химический элемент с самой низкой температурой плавления — Гелий , а элемент с самой высокой температурой плавления — углерод.

Почему ковалентные твердые вещества имеют высокие температуры плавления?

Поскольку нет делокализованных электронов, ковалентные твердые тела не проводят электричество. Перестройка или разрыв ковалентных связей требует больших затрат энергии ; поэтому ковалентные твердые вещества имеют высокие температуры плавления. … Как правило, ковалентные твердые вещества нерастворимы из-за сложности сольватации очень больших молекул.

Имеет ли углерод низкую температуру плавления и кипения?

Соединения углерода имеют низкую температуру плавления и температуру кипения из-за силы притяжения между углеродными соединениями не очень сильной.

Почему температура кипения углерода высший класс 10?

В алмазе каждый атом углерода ковалентно связан с четырьмя другими атомами углерода.Таким образом, для разделения атомов в алмазе требуется много энергии, поскольку ковалентных связей являются сильными , а алмаз содержит много ковалентных связей. Это увеличивает температуру плавления и точку кипения алмаза.

Какие соединения углерода имеют низкие температуры плавления и кипения?

Благодаря наличию ковалентных связей в углероде имеет низкие температуры плавления и кипения. Как правило, ковалентные соединения имеют низкую температуру кипения и плавления.

Почему температура кипения углекислого газа равна?

Объясните, почему диоксид углерода имеет температуру кипения –78.5°С . Межмолекулярные силы Углекислый газ и вода представляют собой простые молекулы, которые имеют прочные ковалентные связи внутри молекулы. Атом углерода не разрывает связи с атомами кислорода при изменении состояния углекислого газа.

Почему ионные соединения имеют более высокую температуру плавления, чем ковалентные?

Ключевые моменты

Ионные соединения образуются в результате сильного электростатического взаимодействия между ионами , что приводит к более высокой температуре плавления и более высокой электропроводности по сравнению с ковалентными соединениями.Ковалентные соединения имеют связи, в которых электроны являются общими для атомов.

Почему гигантские ионные вещества имеют высокие температуры плавления и кипения?

Из-за сильных электростатических сил между ними требуется много энергии, чтобы разделить положительные и отрицательные ионы в кристаллической решетке . Это означает, что ионные соединения имеют высокие температуры плавления и кипения.

Как функциональные группы влияют на температуру плавления?

Чем сильнее межмолекулярные силы , тем выше температура плавления.При одинаковой функциональной группе, чем более симметрична молекула, тем выше температура плавления.

Как межмолекулярные силы влияют на температуру плавления?

Чем сильнее межмолекулярные силы, тем больше энергии требуется, а значит, тем выше температура плавления. Многие межмолекулярные силы зависят от того, насколько сильно атомы в молекуле притягивают электроны — или от их электроотрицательности. … Водородные связи являются одними из самых сильных межмолекулярных сил.

Имеет ли точка плавления периодическую тенденцию?

Основные периодические тенденции включают: электроотрицательность, энергию ионизации, сродство к электрону, атомный радиус, температуру плавления и металлический характер.… Эти тенденции существуют из-за схожей атомной структуры элементов в их соответствующих групповых семействах или периодах, а также из-за периодического характера элементов.

Означает ли низкая температура плавления, что он плавится быстрее?

Почему вольфрам имеет высокую температуру плавления?

Углерод — информация об элементе, свойства и использование

Стенограмма:

Химия в ее стихии: углерод

(Промо)

Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

Привет, на этой неделе к элементу, который объединяет свадьбы, войны, конфликты и кремации и объяснить, как, это Кэтрин Холт.

Кэтрин Холт

Любой химик может целыми днями говорить об углероде. В конце концов, это повседневный, заурядный, встречающийся почти во всем, вездесущий элемент для нас, углеродных форм жизни. Его реакциям посвящена целая отрасль химии.

В своей элементарной форме он преподносит некоторые сюрпризы в виде контрастных и увлекательных форм своих аллотропов. Кажется, что каждые несколько лет в моду входит новая форма углерода — несколько лет назад углеродные нанотрубки были новым черным цветом (или, лучше сказать, «новым бакиболом») — но графен — это так!

Но сегодня я собираюсь поговорить о самой гламурной форме, которую может принимать углерод — алмазе. На протяжении тысячелетий алмаз ассоциировался с богатством и богатством, так как из него можно получить драгоценные камни высокой чистоты, блеска и долговечности.Бриллианты действительно вечны! К сожалению, у алмаза есть и темная сторона – жадность, которую он вызывает, приводит к торговле так называемыми «конфликтными алмазами», которые поддерживают и финансируют гражданские войны.

Стремление человека к алмазу на протяжении многих веков приводило алхимиков и химиков к попыткам синтезировать этот материал. После множества мошеннических заявлений о начале алмаз был наконец искусственно синтезирован в 1950-х годах. Ученые черпали вдохновение в природе, отмечая условия, при которых алмаз образуется естественным путем, глубоко под земной корой.Поэтому они использовали высокие температуры (свыше 3000 o C) и высокое давление (>130 атм) для превращения графита в углерод. Это был впечатляющий подвиг, но требуемые экстремальные условия сделали его непомерно дорогим как коммерческий процесс. С тех пор процесс был усовершенствован, и использование металлических катализаторов означает, что требуются более низкие температуры и давления. Кристаллы диаметром в несколько микрон могут быть сформированы за несколько минут, но для получения кристалла ювелирного качества весом в 2 карата может потребоваться несколько недель.

Эти методы означают, что теперь можно искусственно синтезировать алмазы качества драгоценных камней, которые без помощи специального оборудования невозможно отличить от природного алмаза. Само собой разумеется, что это может вызвать головную боль у компаний, торгующих природными алмазами! В алмаз можно превратить любой материал на основе углерода, включая волосы и даже останки кремации! Да, вы можете превратить своего дорого ушедшего питомца в бриллиант, чтобы сохранить его навсегда, если хотите! Искусственные бриллианты химически и физически идентичны натуральным камням и не имеют этического багажа.Однако психологически они остаются преградой — если он действительно любит тебя, он купит тебе настоящий бриллиант — не так ли?

С точки зрения химика, материаловеда или инженера у нас быстро заканчиваются превосходные степени при описании удивительных физических, электронных и химических свойств алмаза. Это самый твердый материал, известный человеку, и более или менее инертный, способный противостоять самым сильным и агрессивным кислотам. У него самая высокая теплопроводность среди всех материалов, поэтому он отлично рассеивает тепло.Именно поэтому бриллианты всегда холодны на ощупь. Имея широкую запрещенную зону, он является примером изоляционного материала из учебника и по той же причине обладает удивительной прозрачностью и оптическими свойствами в самом широком диапазоне длин волн среди всех твердых материалов.

Теперь вы понимаете, почему алмаз так интересен ученым. Его твердость и инертность предполагают применение в качестве защитных покрытий от истирания, химической коррозии и радиационного повреждения. Его высокая теплопроводность и электрическая изоляция требуют применения в электронике высокой мощности.Его оптические свойства идеально подходят для окон и линз, а его биосовместимость можно использовать в покрытиях для имплантатов.

Эти свойства были известны на протяжении веков — так почему же тогда использование алмаза не получило более широкого распространения? Причина в том, что природный алмаз и алмазы, образованные в результате высокотемпературного синтеза под высоким давлением, имеют ограниченный размер — обычно не более нескольких миллиметров, и их можно резать и формировать только вдоль определенных граней кристалла. Это предотвращает использование алмаза в большинстве предлагаемых приложений.

Однако около 20 лет назад ученые открыли новый способ синтеза алмаза, на этот раз при низком низком давлении, высоких температурных условиях с использованием химического осаждения из газовой фазы. Если бы кто-то рассмотрел термодинамическую стабильность углерода, мы бы обнаружили, что при комнатной температуре и давлении наиболее стабильной формой углерода на самом деле является графит, а не алмаз. Строго говоря, с чисто энергетической или термодинамической точки зрения алмаз должен самопроизвольно превращаться в графит в условиях окружающей среды! Ясно, что этого не происходит, потому что энергия, необходимая для разрыва прочных связей в алмазе и перегруппировки их с образованием графита, требует больших затрат энергии, и поэтому весь процесс настолько медленный, что в масштабах тысячелетий реакция не происходит.

Именно эта метастабильность алмаза используется при химическом осаждении из паровой фазы. Используется газовая смесь 99 % водорода и 1 % метана, а также некоторый источник активации, такой как горячая нить накаливания, используется для получения высокореакционноспособных водородных и метильных радикалов. Молекулы на основе углерода затем оседают на поверхности, образуя покрытие или тонкую пленку алмаза. На самом деле первоначально образуются и графит, и алмаз, но в этих высокореактивных условиях графитовые отложения стираются с поверхности, оставляя только алмаз.Пленки являются поликристаллическими, состоящими из кристаллитов размером в микрон, поэтому им не хватает прозрачности и блеска драгоценного камня алмаза. Хотя они могут быть не такими красивыми, эти алмазные пленки могут быть нанесены на различные поверхности разного размера и формы, что значительно расширяет потенциальные области применения алмаза. Проблемы все еще остаются, чтобы понять сложную химию межкристаллитных границ и химию поверхности пленок и узнать, как лучше всего их использовать. Этот материал будет занимать внимание химиков, материаловедов, физиков и инженеров на долгие годы.Однако в настоящее время мы все можем согласиться с тем, что бриллиант — это нечто большее, чем просто красивое лицо!

Крис Смит

Кэтрин Холт превозносит достоинства жемчужины в углеродной короне. На следующей неделе мы отправимся на вершину первой группы, чтобы услышать историю о металле, который произвел революцию в лечении маниакальной депрессии.

Matt Wilkinson

Его успокаивающее действие на мозг впервые было отмечено в 1949 году австралийским врачом Джоном Кейдом из Департамента психической гигиены штата Виктория.Он вводил морским свинкам 0,5% раствор карбоната лития, и, к его удивлению, эти обычно очень нервные животные стали послушными. Затем Кейд сделал инъекцию того же раствора своему наиболее психически неуравновешенному пациенту. Мужчина отреагировал так хорошо, что через несколько дней его перевели в обычную больничную палату, и вскоре он вернулся к работе.

Крис Смит

И это все еще используется сегодня, хотя, несмотря на 50 лет медицинского прогресса, мы до сих пор не знаем, как это работает.Это был Мэтт Уилкинсон, который будет здесь с рассказом о литии на следующей неделе в программе «Химия в ее элементах». Надеюсь, вы присоединитесь к нам. Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.

(Промо)

(Конец промо)

Углерод — точка плавления — температура кипения

Углерод — температура плавления и температура кипения

Температура плавления углерода — 3367°C .

Температура кипения углерода 4827°C .

Обратите внимание, что эти точки связаны со стандартным атмосферным давлением.

Температура кипения – насыщение

В термодинамике насыщение определяет состояние, при котором смесь пара и жидкости может существовать вместе при заданной температуре и давлении. Температура, при которой начинает происходить испарение  (кипение) при данном давлении, называется  температурой  насыщения или точкой кипения .Давление, при котором начинается испарение (кипение) при данной температуре, называется давлением насыщения. Когда ее рассматривают как температуру обратного перехода из пара в жидкость, ее называют точкой конденсации.

Точка плавления

В термодинамике точка плавления   определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии. Добавление тепла превратит твердое вещество в жидкость без изменения температуры. Температура плавления вещества зависит от давления и обычно указывается при стандартном давлении.Когда ее рассматривают как температуру обратного перехода от жидкого к твердому, ее называют точкой замерзания или точкой кристаллизации.

Первая теория, объясняющая механизм плавления в объеме, была предложена Линдеманном, который использовал колебание атомов в кристалле для объяснения плавления. Твердые тела похожи на жидкости тем, что оба находятся в конденсированном состоянии, а частицы находятся гораздо ближе друг к другу, чем частицы газа. Атомы в твердом теле тесно связаны друг с другом либо в правильной геометрической решетке (кристаллические твердые тела, которые включают металлы и обычный лед), либо в неправильной (аморфное твердое тело, такое как обычное оконное стекло), и обычно имеют низкую энергию.Движение отдельных атомов , ионов или молекул в твердом теле ограничено колебательным движением вокруг неподвижной точки. Когда твердое тело нагревается, его частицы вибрируют быстрее, поскольку твердое тело поглощает кинетическую энергию. В какой-то момент амплитуда колебаний становится настолько большой, что атомы начинают вторгаться в пространство своих ближайших соседей и возмущать их, и начинается процесс плавления. Точка плавления 90 085 – это температура, при которой разрушающие вибрации частиц твердого тела преодолевают силы притяжения, действующие внутри твердого тела.

углерода — Properties

9 9595 98275

Элемент7 9
6
6
C
элемент не металлический
Фаза на STP сплошной
атомная масса [Amu] 12.0107
плотность на STP [G / CM3] 2.26
Электронная конфигурация [HE] 2S2 2P2
Возможные степени окисления +2,4/-4
Сродство к электрону [кДж/моль] 153.9
Электронегативность [Pauling Scale] 2.55 2.55
11.2603 11.2603
Год открытия Неизвестный
Discoverer Unknower
Тепловые свойства
Point Point [Celsius Scale] 3967
Кипяченная точка [Celsius Scale] 4827
Термальная проводимость [W / M K] 129
Удельное тепло [J /г К] 0.71
Тепло слияния [KJ / MOL]
Теплопардинг испарения [кДж / моль] 3552



углерода (C) — Химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду

Его плотность колеблется от 2,25 г/см³ (1,30 унции/дюйм³) для графита и 3,51 г/см³ (2,03 унции/дюйм³) для алмаза. Температура плавления графита составляет 3500ºC (6332ºF), а экстраполированная температура кипения составляет 4830ºC (8726ºF).Элементарный углерод — инертное вещество, нерастворимое в воде, разбавленных кислотах и ​​основаниях, а также органических растворителях. При высоких температурах он связывается с кислородом с образованием монооксида или диоксида углерода. С горячими окислителями, такими как азотная кислота и нитрат калия, получается метиловая кислота C 6 (CO 2 H) 6 . Среди галогенов только фтор реагирует с элементарным углеродом. Большое количество металлов соединяется с элементом при высоких температурах с образованием карбидов.

С кислородом образует три газообразных компонента: окись углерода, CO, двуокись углерода, CO 2 и субоксид углерода, C 3 O 2 .Два первых являются наиболее важными с промышленной точки зрения. Углерод образует соединения с галогенами общей формулы CX 4 , где X — фтор, хлор, бром или йод. При температуре окружающей среды тетрафторуглерод представляет собой газ, тетрахлорид – жидкость, а два других соединения – твердые вещества. Мы также знаем смешанные тетрагалогениды углерода. Самым важным из всех может быть дихлордифторметан, CCl 2 F 2 , называемый фреоном.

Углерод в окружающей среде

Углерод и его компоненты широко распространены в природе.По оценкам, углерод составляет 0,032% земной коры. Свободный углерод встречается в крупных резервуарах, таких как каменный уголь, аморфная форма элемента с другими комплексными соединениями углерод-водород-азот. Чистый кристаллический углерод встречается в виде графита и алмаза.
Атмосфера Земли содержит постоянно увеличивающуюся концентрацию двуокиси углерода и окиси углерода, образующихся в результате сжигания ископаемого топлива, и метана (CH 4 ), образующегося в виде рисовых полей и коров.

Нет более важного для жизни элемента, чем углерод, потому что только углерод образует прочные одинарные связи с самим собой, которые достаточно стабильны, чтобы противостоять химическому воздействию в условиях окружающей среды.Это наделяет углерод способностью образовывать длинные цепочки и кольца атомов, которые являются структурной основой многих соединений, составляющих живую клетку, из которых наиболее важным является ДНК.

Большие количества углерода находятся в виде соединений. Углерод присутствует в атмосфере в виде углекислого газа в количестве 0,03% по объему. Некоторые минералы, такие как известняк, доломит, гипс и мрамор, содержат карбонаты. Все растения и живые животные образованы сложными органическими соединениями, в которых углерод соединен с водородом, кислородом, азотом и другими элементами.Остатки живых растений и животных образуют залежи: нефти, асфальта и битума. Залежи природного газа содержат соединения, образованные углеродом и водородом.

Применение

Бесплатный элемент имеет множество применений, в том числе для украшения бриллиантов в ювелирных изделиях или черного дымового пигмента в автомобильных дисках и чернилах для принтеров. Другая форма углерода, графит, используется для высокотемпературных тиглей, электродов с сухими ячейками и легкой дугой, для кончиков карандашей и в качестве смазки.Растительный углерод, аморфная форма углерода, используется в качестве поглотителя газов и отбеливателя.

Углеродистые соединения имеют множество применений. Углекислый газ используется для газирования напитков, в огнетушителях и в твердом состоянии в качестве охладителя (сухой лед). Окись углерода используется в качестве восстановителя во многих металлургических процессах. Четыреххлористый углерод и сероуглерод являются важными промышленными растворителями. Фреон используется в системах охлаждения. Карбид кальция используется для получения ацетилена; применяется для сварки и резки металлов, а также для получения других органических соединений.Другие металлические карбиды находят важное применение в качестве термостойких и металлорежущих материалов.

Воздействие углерода на здоровье

Элементарный углерод имеет очень низкую токсичность. Представленные здесь данные об опасности для здоровья основаны на воздействии сажи, а не элементарного углерода. Хроническое вдыхание сажи может привести к временному или необратимому повреждению легких и сердца.

У рабочих, занятых в производстве технического углерода, обнаружен пневмокониоз. Кожные заболевания, такие как воспаление волосяных фолликулов и поражения слизистой оболочки полости рта, также были зарегистрированы в результате воздействия на кожу.

Канцерогенность – Технический углерод включен в список Международного агентства по изучению рака (IARC) в группу 3 (вещество не поддается классификации в отношении его канцерогенности для человека).

Некоторые простые соединения углерода могут быть очень токсичными, например окись углерода (CO) или цианид (CN-).

Углерод-14 является одним из радионуклидов, участвующих в атмосферных испытаниях ядерного оружия, которые начались в 1945 году с испытания США и закончились в 1980 году испытанием Китая. Это один из долгоживущих радионуклидов, который вызывал и будет вызывать повышенный риск развития рака на десятилетия и столетия вперед.Он также может проникать через плаценту, органически связываться с развивающимися клетками и, следовательно, подвергать опасности плод.

Большая часть того, что мы едим, состоит из соединений углерода, что дает общее потребление углерода 300 г/день. Пищеварение состоит из расщепления этих соединений на молекулы, которые могут адсорбироваться на стенках желудка или кишечника. Там они переносятся кровью в места, где они используются или окисляются для высвобождения содержащейся в них энергии.

Воздействие углерода на окружающую среду

О негативных воздействиях на окружающую среду не сообщалось.

Графит Алмазы


Назад к периодической таблице элементов

Для получения дополнительной информации о месте углерода в окружающей среде перейдите к круговороту углерода.

 

Это Элементаль — Элемент Углерод

Что в имени? От латинского слова «древесный уголь» карбо .

Что сказать? Углерод произносится как KAR-ben .

Углерод, шестой по распространенности элемент во Вселенной, известен с древних времен.Углерод чаще всего получают из угольных месторождений, хотя обычно его необходимо перерабатывать в форму, пригодную для коммерческого использования. Известно, что существуют три встречающиеся в природе аллотропы углерода: аморфный, графитовый и алмазный.

Аморфный углерод образуется при сжигании материала, содержащего углерод, без достаточного количества кислорода для его полного сгорания. Эта черная сажа, также известная как ламповая сажа, газовая сажа, канальная сажа или углеродная сажа, используется для изготовления чернил, красок и резиновых изделий. Он также может быть спрессован в формы и используется, среди прочего, для формирования сердечников большинства сухих батарей.

Графит, один из самых мягких известных материалов, представляет собой форму углерода, которая в основном используется в качестве смазки. Хотя он встречается в природе, большая часть коммерческого графита производится путем обработки нефтяного кокса, остатка черной смолы, остающегося после очистки сырой нефти, в бескислородной печи. Встречающийся в природе графит встречается в двух формах: альфа и бета. Эти две формы имеют одинаковые физические свойства, но разные кристаллические структуры. Весь искусственно полученный графит относится к альфа-типу.Помимо использования в качестве смазки, графит в форме, известной как кокс, в больших количествах используется при производстве стали. Кокс производится путем нагревания мягкого угля в печи без смешивания с ним кислорода. Хотя обычно его называют свинцом, черный материал, используемый в карандашах, на самом деле является графитом.

Алмаз, третья встречающаяся в природе форма углерода, является одним из самых твердых известных веществ. Хотя природные алмазы обычно используются в ювелирных изделиях, большинство алмазов коммерческого качества производятся искусственно.Эти маленькие алмазы изготавливаются путем сжатия графита при высоких температурах и давлении в течение нескольких дней или недель и в основном используются для изготовления таких вещей, как пилы с алмазными наконечниками. Хотя они обладают очень разными физическими свойствами, графит и алмаз отличаются только своей кристаллической структурой.

Четвертый аллотроп углерода, известный как белый углерод, был произведен в 1969 году. Это прозрачный материал, который может разделять один луч света на два луча, свойство, известное как двойное лучепреломление.Об этой форме углерода известно очень мало.

Крупные молекулы, состоящие только из углерода, известные как бакминстерфуллерены или бакиболы, недавно были обнаружены и в настоящее время вызывают большой научный интерес. Один бакибол состоит из 60 или 70 атомов углерода (C 60 или C 70 ), связанных вместе в структуру, похожую на футбольный мяч. Они могут улавливать другие атомы в своем каркасе, способны выдерживать большие давления и обладают магнитными и сверхпроводящими свойствами.

Углерод-14, радиоактивный изотоп углерода с периодом полураспада 5730 лет, используется для определения возраста ранее живших существ с помощью процесса, известного как радиоуглеродное датирование. Теория радиоуглеродного датирования довольно проста. Ученые знают, что небольшое количество встречающегося в природе углерода представляет собой углерод-14. Хотя углерод-14 распадается на азот-14 посредством бета-распада, количество углерода-14 в окружающей среде остается постоянным, потому что новый углерод-14 всегда создается в верхних слоях атмосферы космическими лучами.Живые существа склонны поглощать материалы, содержащие углерод, поэтому процентное содержание углерода-14 в живых существах такое же, как процентное содержание углерода-14 в окружающей среде. Как только организм умирает, он больше ничего не поглощает. Углерод-14 в этом организме больше не заменяется, и процентное содержание углерода-14 начинает уменьшаться по мере его распада. Измеряя процентное содержание углерода-14 в останках организма и предполагая, что естественное содержание углерода-14 остается постоянным с течением времени, ученые могут определить, когда этот организм умер.Например, если концентрация углерода-14 в останках организма составляет половину естественной концентрации углерода-14, ученый подсчитал, что организм умер около 5730 лет назад, что соответствует периоду полураспада углерода-14.

Известно около десяти миллионов соединений углерода, и их изучению посвящена целая отрасль химии, известная как органическая химия. Многие соединения углерода необходимы для жизни, какой мы ее знаем. Некоторые из наиболее распространенных соединений углерода: двуокись углерода (CO 2 ), окись углерода (CO), сероуглерод (CS 2 ), хлороформ (CHCl 3 ), четыреххлористый углерод (CCl 4 ), метан (CH 4 ), этилен (C 2 H 4 ), ацетилен (C 2 H 2 ), бензол (C 6 H 6 ), 2 этиловый спирт (C 6 H 6 ), H 5 OH) и уксусной кислоты (CH 3 COOH).

Углерод – написанная экспертом, удобная для пользователя информация об элементе

Химический элемент углерод относится к неметаллам. Оно известно с древних времен. Его первооткрыватель и дата открытия неизвестны.

Зона данных

Классификация: Углерод – неметалл
Цвет: черный (графит), прозрачный (алмаз)
Атомный вес: 12.011
Состояние: твердый
Температура плавления: 3550 или С, 3823 К
Примечание: При нормальном атмосферном давлении углерод при нагревании не плавится, а возгоняется.то есть он претерпевает фазовый переход непосредственно из твердого состояния в газообразное. Если давление увеличить до 10 атмосфер, углерод (графит) плавится при 3550 °C.
Точка кипения: 3825 или С, 4098 К
Указанная температура кипения регистрируется, когда давление паров графита над возгоняемым графитом достигает 1 атмосферы.
Электроны: 6
Протоны: 6
Нейтроны в наиболее распространенном изотопе: 6
Электронные оболочки: 2,4
Электронная конфигурация: 2 2 2п 2
Плотность @ 20 или C: 2.267 г/см 3 (гр), 3,513 г/см 3 (ди)
Показать больше, в том числе: Теплота, Энергии, Окисление, Реакции,
Соединения, Радиусы, Проводимости
Атомный объем: 5,31 см 3 /моль (гр), 3,42 см 3 /моль (ди)
Структура: гексагональные слои (графит), тетраэдрические (алмаз)
Твердость: 0,5 Мооса (графит), 10,0 Мооса (алмаз)
Удельная теплоемкость 0.71 Дж г -1 К -1 (графит),
0,5091 Дж г -1 К -1 (алмаз)
Теплота плавления 117 кДж моль -1 (графит)
Теплота распыления 717 кДж моль -1
Теплота парообразования 710,9 кДж моль -1
1 ст энергия ионизации 1086,5 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации 2352.6 кДж моль -1
3 rd энергия ионизации 4620,5 кДж моль -1
Сродство к электрону 121,55 кДж моль -1
Минимальная степень окисления -4
Мин. общее окисление нет. -4
Максимальная степень окисления 4
Макс. общее окисление нет. 4
Электроотрицательность (шкала Полинга) 2.55
Объем поляризуемости 1,8 Å 3
Реакция с воздухом энергичный, ⇒ CO 2
Реакция с 15 M HNO 3 мягкий, w/ht ⇒ C 6 (CO 2 H) 6 (меллитовая/графитовая кислота)
Реакция с 6 М HCl нет
Реакция с 6 М раствором NaOH нет
Оксид(ы) КО, КО 2
Гидрид(ы) CH 4 и многие C x H y ​​
Хлориды ССl 4
Атомный радиус 70 вечера
Ионный радиус (1+ ион)
Ионный радиус (2+ ион)
Ионный радиус (3+ ион)
Ионный радиус (1-ион)
Ионный радиус (2-ионный)
Ионный радиус (3-ионный)
Теплопроводность 25-470 Вт м -1 K -1 (графит), 470 Вт м -1 K -1 (алмаз)
Электропроводность 0.07 x 10 6 S m -1
Температура замерзания/плавления: 3550 или С, 3823 К

Модели структуры углеродных нанотрубок.

Лавуазье использует гигантскую линзу в экспериментах с горением

Поверхность графена содержит наночастицу оксида индия и олова, которая помогает закрепить две наночастицы платины (синие) для улучшения катализа в топливном элементе. Изображение: ПНЛ.

Открытие углерода

Др.Дуг Стюарт

Углерод известен с древних времен в виде сажи, древесного угля, графита и алмазов. Древние культуры, конечно, не осознавали, что эти вещества были разными формами одного и того же элемента

.

Французский ученый Антуан Лавуазье назвал углерод и провел множество экспериментов, чтобы раскрыть его природу.

В 1772 году он объединил ресурсы с другими химиками, чтобы купить алмаз, который они поместили в закрытую стеклянную банку. Они сфокусировали солнечные лучи на бриллианте с помощью замечательного гигантского увеличительного стекла и увидели, как бриллиант горит и исчезает.

Лавуазье отметил, что общий вес кувшина не изменился, и что когда он сгорел, алмаз соединился с кислородом с образованием углекислого газа. (1), (2) Он пришел к выводу, что алмаз и древесный уголь состоят из одного и того же элемента — углерода.

В 1779 году шведский ученый Карл Шееле показал, что графит сгорает с образованием углекислого газа и, следовательно, должен быть другой формой углерода. (3)

В 1796 году английский химик Смитсон Теннант установил, что алмаз представляет собой чистый углерод, а не соединение углерода; он сгорел с образованием только углекислого газа.

Теннант также доказал, что при сжигании равного веса древесного угля и алмазов образуется одинаковое количество углекислого газа. (4)

В 1855 году английский химик Бенджамин Броди получил чистый графит из углерода, доказав, что графит является формой углерода. (4)

Хотя ранее это предпринималось безуспешно, в 1955 году американский ученый Фрэнсис Банди и его коллеги из General Electric наконец продемонстрировали, что графит можно превратить в алмаз при высокой температуре и высоком давлении. (5)

В 1985 году Роберт Керл, Гарри Крото и Ричард Смолли открыли фуллерены, новую форму углерода, в которой атомы расположены в форме футбольного мяча. Наиболее известным фуллереном является бакминстерфуллерен, также известный как C60, состоящий из 60 атомов углерода. Существует большое семейство фуллеренов, начиная с C20 и заканчивая C540. (6), (7)

Самый недавно обнаруженный аллотроп углерода — графен, состоящий из одного слоя атомов углерода, расположенных в виде шестиугольников.Если бы эти слои были наложены друг на друга, результатом был бы графит. Графен имеет толщину всего в один атом.

Открытие графена было объявлено в 2004 году Костей Новоселовым и Андреем Геймом, которые использовали клейкую ленту, чтобы отделить один слой атомов от графита, чтобы получить новый аллотроп.

Интересные факты об углероде

  • Около 20% веса живых организмов составляет углерод.
  • Известно больше соединений, содержащих углерод, чем не содержащих его.
  • Углерод — четвертый по распространенности элемент во Вселенной.
  • Несмотря на большое количество углерода, мы обязаны его существованием маловероятному стечению обстоятельств

  • Алмаз — превосходный абразив, потому что это самый твердый из распространенных материалов, а также он обладает самой высокой теплопроводностью. Он может измельчить любое вещество, а тепло, выделяемое трением, быстро отводится.
  • Все атомы углерода в вашем теле когда-то были частью углекислого газа в атмосфере.
  • Графен — самый тонкий и прочный материал из когда-либо известных.
  • Графен состоит из двумерных атомных кристаллов, впервые такие структуры были замечены.
  • Графит в типичном механическом карандаше имеет диаметр 0,7 мм. Это равно 2 миллионам слоев графена.
  • Автомобильные шины имеют черный цвет, потому что они содержат около 30% сажи, которую добавляют в резину для ее укрепления. Углеродная сажа также помогает защитить шины от ультрафиолетового излучения. (8)
  • Углерод образуется внутри звезд, когда они сжигают гелий в реакциях ядерного синтеза. Углерод является частью «золы», образующейся при сжигании гелия.
  • Углерод подвергается реакциям ядерного синтеза в тяжелых звездах с образованием неона, магния и кислорода.

Инфракрасный космический телескоп NASA Spitzer идентифицировал бакминстерфуллерены (бакиболы), по массе равные 15 нашим лунам в карликовой галактике Малое Магелланово Облако. Изображение NASA/JPL-Caltech.

Атомы внеземных инертных газов гелия-3 и аргона-36 были обнаружены внутри фуллеренов на Земле. Бакиболы прибыли на кометах или астероидах и были обнаружены в горных породах, связанных с пермско-триасовым массовым вымиранием 250 миллионов лет назад. Изображение Дон Дэвис и Hajv01.

 

Слева: Горение угля (в основном аморфного углерода) в воздухе. Справа: алмазы (кристаллический углерод). Мы думали сфотографировать горящие алмазы — они горят при температуре около 800 o C — но не могли себе этого позволить!

Углеродные формы жизни, подобные этим, доминируют на нашей планете.

ДНК. Знаменитая молекула двойной спирали стала возможной благодаря способности углерода образовывать длинные молекулярные цепи.

НАСА: Углеродные нанотрубки обладают исключительной прочностью на растяжение — на два порядка выше, чем у графитовых волокон, кевлара или стали.

Окрестности периодической таблицы углерода

Замечательное изображение, опубликованное Михаэлем Штреком под лицензией GNU Free Documentation License: Структуры восьми аллотропов углерода: a) Алмаз b) Графит c) Лонсдейлит d) C60 (бакминстерфуллерен) e) Фуллерен C540 f) Фуллерен C70 g) Аморфный углерод h) Одностенная углеродная нанотрубка.Нажмите здесь для увеличения изображения.

Внешний вид и характеристики

Вредное воздействие:

Чистый углерод имеет очень низкую токсичность. Вдыхание большого количества пыли сажи (сажи/угольной пыли) может вызвать раздражение и повреждение легких.

Характеристики:

Углерод может существовать с несколькими различными трехмерными структурами, в которых его атомы расположены по-разному (аллотропы).

Тремя распространенными кристаллическими аллотропами являются графит, алмаз и (обычно) фуллерены.Графен имеет двумерную кристаллическую структуру (фуллерены иногда могут существовать в аморфной форме). (9)

Углерод также может существовать в аморфном состоянии. Однако многие аллотропы, обычно описываемые как аморфные, такие как стеклоуглерод, сажа или сажа, обычно имеют достаточную структуру, чтобы не быть действительно аморфными. Хотя наблюдались кристаллические нанотрубки, обычно они аморфны. (10)

Структуры восьми аллотропов показаны внизу этой страницы.

Интересно, что графит является одним из самых мягких веществ, а алмаз до недавнего времени считался самым твердым природным веществом.

Подсчитано, что чрезвычайно редкий аллотроп углерода, лонсдейлит, в чистом виде на 58% прочнее алмаза. Лонсдейлит представляет собой алмазоподобную углеродную сеть с гексагональной структурой графита. Это происходит, когда метеориты, содержащие графит, сталкиваются с другим телом, например с Землей. Высокие температуры и давление удара превращают графит в лонсдейлит.

Углерод имеет самую высокую температуру плавления/сублимации среди всех элементов и в форме алмаза обладает самой высокой теплопроводностью среди всех элементов.

Высокая теплопроводность алмаза

является источником сленгового термина «лед». При обычных комнатных температурах температура вашего тела выше, чем в комнате, включая любые крупные алмазы, которые у вас могут случайно оказаться. Если вы прикоснетесь к любому из этих бриллиантов, их высокая теплопроводность отведет тепло от вашей кожи быстрее, чем любой другой материал.Ваш мозг интерпретирует эту быструю передачу тепловой энергии от вашей кожи как то, что вы прикасаетесь к чему-то очень холодному, поэтому бриллианты при комнатной температуре могут ощущаться как лед.

Использование углерода

Углерод (в виде угля, который в основном представляет собой углерод) используется в качестве топлива.

Графит используется для наконечников карандашей, высокотемпературных тиглей, сухих элементов, электродов и в качестве смазки.

Алмазы используются в ювелирных изделиях и, поскольку они очень твердые, в промышленности для резки, сверления, шлифовки и полировки.

Технический углерод

используется в качестве черного пигмента в печатной краске.

Углерод может образовывать сплавы с железом, наиболее распространенным из которых является углеродистая сталь.

Радиоактивный изотоп 14 C используется при археологическом датировании.

Соединения углерода играют важную роль во многих областях химической промышленности — углерод образует огромное количество соединений с водородом, кислородом, азотом и другими элементами.

Изобилие и изотопы

Плотность земной коры: 200 частей на миллион по весу, 344 части на миллион по молям

Изобилие солнечной системы: 3000 частей на миллион по весу, 300 частей на миллион по молям

Стоимость, чистая: $2.4 на 100 г

Стоимость, оптом: $ за 100 г

Источник: Углерод можно получить при сжигании органических соединений с недостаточным содержанием кислорода. Четыре основных аллотропа углерода — это графит, алмаз, аморфный углерод и фуллерены.

Природные алмазы обнаружены в кимберлитах древних вулканов.

Графит также можно найти в природных месторождениях.

фуллеренов были обнаружены как побочные продукты экспериментов с молекулярными пучками в 1980-х годах.

Аморфный углерод является основным компонентом древесного угля, сажи (сажи) и активированного угля.

Изотопы: 13, период полураспада которых известен, с массовыми числами от 8 до 20. Встречающийся в природе углерод представляет собой смесь двух изотопов, и они находятся в указанных процентах: 12 C (99%) и 13 C ( 1%).

Изотоп 14 C с периодом полураспада 5730 лет широко используется для определения возраста углеродистых материалов, таких как древесина, археологические образцы и т. д., примерно до 40 000 лет.

Каталожные номера
  1. Роберт Э. Кребс, История и использование химических элементов нашей Земли: справочное руководство., (2006) стр. 192. Издательская группа Гринвуд
  2. Мэри Эльвира Уикс, Открытие элементов. I. Элементы, известные древнему миру., J. Chem. образования, 1932, 9 (1),
  3. с.4.
  4. Джессика Элзеа Когель, Промышленные минералы и горные породы: товары, рынки и использование., (2006) стр. 507. МСП.
  5. Аманда С. Барнард, Алмазная формула: синтез алмаза – геммологическая перспектива, (2000), стр. 3. Баттерворт-Хайнеманн
  6. Роберт М. Хазен, Создатели бриллиантов., (1999), стр. 145.Издательство Кембриджского университета.
  7. Джонатан В. Стид, Джерри Л. Этвуд, Супрамолекулярная химия., (2009) стр. 423. Уайли.
  8. Нобелевская премия по химии, 1996 г.
  9. Что нам нужно, чтобы сделать шину?
  10. Мин Гао и Хуэй Чжан, Получение аморфной фуллереновой пленки., Physics Letters A, том 213, выпуски 3-4, 22 апреля 1996 г., страницы 203-206
  11. Рон Дагани, Nanotube Magic, Materials Research, 16 апреля 2001 г. Том 79, номер 16 CENEAR 79 16 стр. 6.
Цитировать эту страницу

Для онлайн-ссылки скопируйте и вставьте одно из следующего:

 Углерод
 

или

 Факты об углеродном элементе
 

Чтобы процитировать эту страницу в академическом документе, используйте следующую ссылку в соответствии с MLA:

 "Карбон". Химическая периодическая таблица. Chemicool.com. 25 июля. 2014. Интернет.
. 

Периодическая таблица элементов

Периодическая таблица элементов
Наименование Масса Номер Температура кипения Температура плавления
Водород 1.00794 1 20,28 Кельвина 13,81 Кельвина
Гелий 4,0026 2 4,216 Кельвин 0,95 Кельвин
Литий 6,941 3 1615 Кельвин 453,7 Кельвин
Бериллий 9,01218 4 3243 Кельвин 1560 Кельвин
Бор 10.811 5 4275 Кельвин 2365 Кельвин
Углерод 12,011 6 5100 Кельвин 3825 Кельвин
Азот 14,0067 7 77,344 Кельвин 63,15 Кельвин
Кислород 15,9994 8 90,188 Кельвин 54,8 Кельвин
Фтор 18.9984 9 85 Кельвин 53,55 Кельвин
Неон 20,1797 10 27,1 Кельвин 24,55 Кельвин
Натрий 22,98977 11 1156 Кельвин 371 Кельвин
Магний 24,305 12 1380 Кельвин 922 Кельвин
Алюминий 26.98154 13 2740 Кельвин 933,5 Кельвин
Кремний 28,0855 14 2630 Кельвин 1683 Кельвин
Фосфор 30,97376 15 553 Кельвин 317,3 Кельвин
Сера 32,066 16 717,82 Кельвин 392,2 Кельвин
Хлор 35.4527 17 239,18 Кельвина 172,17 Кельвина
Аргон 39,948 18 87,45 Кельвин 83,95 Кельвин
Калий 39,0983 19 1033 Кельвин 336,8 Кельвин
Кальций 40,078 20 1757 Кельвин 1112 Кельвин
Скандий 44.9559 21 3109 Кельвин 1814 Кельвин
Титан 47,88 22 3560 Кельвин 1945 Кельвин
Ванадий 50,9415 23 3650 Кельвин 2163 Кельвин
Хром 51,996 24 2945 Кельвин 2130 Кельвин
Марганец 54.938 25 2335 Кельвин 1518 Кельвин
Железо 55,847 26 3023 Кельвин 1808 Кельвин
Кобальт 58,9332 27 3143 Кельвин 1768 Кельвин
Никель 58,6934 28 3005 Кельвин 1726 Кельвин
Медь 63.546 29 2840 Кельвин 1356,6 Кельвин
Цинк 65,39 30 1180 Кельвин 692,73 Кельвин
Галлий 69,723 31 2478 Кельвин 302,92 Кельвин
Германий 72,61 32 3107 Кельвин 1211,5 Кельвин
Мышьяк 74.9216 33 876 Кельвин 1090 Кельвин
Селен 78,96 34 958 Кельвин 494 Кельвин
Бром 79,904 35 331,85 Кельвин 265,95 Кельвин
Криптон 83,8 36 120,85 Кельвин 116 Кельвин
Рубидий 85.4678 37 961 Кельвин 312,63 Кельвин
Стронций 87,62 38 1655 Кельвин 1042 Кельвин
Иттрий 88,9059 39 3611 Кельвин 1795 Кельвин
Цирконий 91,224 40 4682 Кельвин 2128 Кельвин
Ниобий 92.9064 41 5015 Кельвин 2742 Кельвин
Молибден 95,94 42 4912 Кельвин 2896 Кельвин
Технеций 98 43 4538 Кельвин 2477 Кельвин
Рутений 101,07 44 4425 Кельвин 2610 Кельвин
Родий 102.9055 45 3970 Кельвин 2236 Кельвин
Палладий 106,42 46 3240 Кельвин 1825 Кельвин
Серебро 107,868 47 2436 Кельвин 1235,08 Кельвин
Кадмий 112,41 48 1040 Кельвин 594,26 Кельвин
Индий 114.82 49 2350 Кельвин 429,78 Кельвин
Олово 118,71 50 2876 Кельвин 505,12 Кельвин
Сурьма 121,757 51 1860 Кельвин 903,91 Кельвин
Теллур 127,6 52 1261 Кельвин 722,72 Кельвин
Йод 126.9045 53 457,5 Кельвина 386,7 Кельвина
Ксенон 131,29 54 165,1 Кельвин 161,39 Кельвин
Цезий 132,9054 55 944 Кельвин 301,54 Кельвин
Барий 137,33 56 2078 Кельвин 1002 Кельвин
Лантан 138.9055 57 3737 Кельвин 1191 Кельвин
Церий 140,12 58 3715 Кельвин 1071 Кельвин
Празеодим 140,9077 59 3785 Кельвин 1204 Кельвин
Неодим 144,24 60 3347 Кельвин 1294 Кельвин
Прометий 145 61 3273 Кельвин 1315 Кельвин
Самарий 150.36 62 2067 Кельвин 1347 Кельвин
Европий 151,965 63 1800 Кельвин 1095 Кельвин
Гадолиний 157,25 64 3545 Кельвин 1585 Кельвин
Тербий 158,9253 65 3500 Кельвин 1629 Кельвин
Диспрозий 162.5 66 2840 Кельвин 1685 Кельвин
Гольмий 164,9303 67 2968 Кельвин 1747 Кельвин
Эрбий 167,26 68 3140 Кельвин 1802 Кельвин
Тулий 168,9342 69 2223 Кельвин 1818 Кельвин
Иттербий 173.04 70 1469 Кельвин 1092 Кельвин
Лютеций 174,967 71 3668 Кельвин 1936 Кельвин
Гафний 178,49 72 4875 Кельвин 2504 Кельвин
Тантал 180,9479 73 5730 Кельвин 3293 Кельвин
Вольфрам 183.85 74 5825 Кельвин 3695 Кельвин
Рений 186,207 75 5870 Кельвин 3455 Кельвин
Осмий 190,2 76 5300 Кельвин 3300 Кельвин
Иридий 192,22 77 4700 Кельвин 2720 Кельвин
Платина 195.08 78 4100 Кельвин 2042,1 Кельвин
Золото 196,9665 79 3130 Кельвин 1337,58 Кельвин
Меркурий 200,59 80 629,88 Кельвин 234,31 Кельвин
Таллий 204,383 81 1746 Кельвин 577 Кельвин
Свинец 207.2 82 2023 Кельвина 600,65 Кельвина
Висмут 208,9804 83 1837 Кельвин 544,59 Кельвин
Астатин 210 85 610 Кельвин 575 Кельвин
Радон 222 86 211,4 Кельвин 202 Кельвин
Франций 223 87 950 Кельвин 300 Кельвин
Радий 226.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены.