primary logosecondary logo

Углеродная связь. Модификации углерода. Получение и свойства алмазоида

?
УГЛЕРОДНАЯ СВЯЗЬ. МОДИФИКАЦИИ УГЛЕРОДА.
ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА АЛМАЗОИДА
А. А. Новиков, Л. В. Спивак
Пермский государственный национальный исследовательский университет,
614990, Пермь, Букирева, 15
Углерод – химический элемент 4-ой группы главной подгруппы 2-го периода периодической системы Менделеева. Углерод – это довольно распространенный на Земле элемент, входящий в состав нефти, природного газа,
древесины, угля, графита и других материалов. Открытие наноаллотропов
углерода указало на новые возможности и области для изучения углерода.
Множество исследований посвящены наномодификациям углерода, а за их
открытие и изучение было присуждено несколько Нобелевских премий.
Целью работы являлось рассмотрение природы углеродной связи, а также
описание углерода и его модификаций с современной точки зрения. С развитием науки растет и интерес к получению алмазоидов – мельчайших частиц, повторяющих тетраэдрическую структуру алмаза. Его свойства, возможности получения и перспективы применения рассмотрены в данной работе.
В атоме углерода есть 6 электронов, которые в невозбужденном атоме
находятся на низших энергетических уровнях. Электронная структура ос2 2
2
новного состояния атома углерода 1s 2s 2p . На нижнем энергетическом
уровне находится 2 электрона, имеющих противоположно направленные
спины [1].

Рис. 1. Орбитали атома углерода в первом
валентном состоянии

Рис. 2. Орбитали атома
углерода во втором валентном состоянии

Рис. 3. Орбитали атома углерода в третьем
валентном состоянии

В момент образования связи атом переходит из основного состояния в
возбужденное. При этом происходит распаривание 2s-электронов и переход
одного из них на свободную 2p-орбиталь. При таком переходе образуются 4
неспаренных электрона – один на сферически симметричной 2s-орбитали и
три на взаимно перпендикулярных 2p-орбиталях. Внешняя s-орбиталь и три
19