ODMIANY ALOTROPOWE WĘGLA -GRAFIT -DIAMENTY -FULERENY

GRAFIT Próbka krystaliczna Struktura krystaliczna

Właściwości grafitu : Chemiczne : Fizyczne : substancja krystaliczna, ciemnoszara - metaliczny połysk - miękka i tłusta w dotyku - daje się łatwo łupać w cienkie, blaszkowate łuski - przewodzi prąd elektroniczny - jest aktywniejszy od diamentu  - siec przestrzenna grafitu składa się z równoległych warstw. -W obrębie każdej warstwy każdy atom połączony jest z trzema innymi atomami węgla. -Odległość między warstwami jest dwukrotnie większa niż długość wiązań w obrębie warstwy. Dzięki tym słabym wiązaniom grafit jest miękki i daje się łatwo łupać

Występowanie : Polska – Tworzy znaczne nagromadzenia w postaci łupków grafitowych w okolicach Stronia Śląskiego oraz wkładki skał grafitowych napotykane koło Strzelina, Dzierżoniowa, Wałbrzycha i Bystrzycy Kłodzkiej. Występuje w wielu różnych skałach metamorficznych (m.in. w łupkach krystalicznych Tatr Zachodnich). Miejsca występowania: Sir Lanka – największe złoża grafitu , Madagaskar Rosja – Syberia , USA – Ogdensburg , Edison, Alabama (najpiękniejsze kryształy grafitu pochodzą z Sterling Hill w New Jersey)  Kanada – Quebec , Meksyk – Sonora Niemcy – Bawaria.

Budowa grafitu : Struktura grafitu składa się z warstw, w których występują sprzężone, sześcioczłonowe aromatyczne układy cykliczne, podobne do wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych o wielkiej liczbie skondensowanych pierścieni. Podobnie jak w benzenie, każde wiązanie C-C w warstwie ma charakter zdelokalizowanego wiązania 1,5-krotnego. Wiązania te tworzą obszary zdelokalizowanych orbitali π, które, podobnie jak to się dzieje w metalach, umożliwiają swobodny ruch elektronów równolegle do warstw, dzięki czemu grafit wykazuje stosunkowo wysokie przewodnictwo elektryczne. Między warstwami występują jedynie słabe oddziaływania. Ich charakter tradycyjnie określany jako oddziaływania Van der Waalsa w istocie jest słabym oddziaływaniem metalicznym. 

Zastosowanie : ma znaczenie naukowe – służy do określania genezy skał metamorficznych. do wyrobu suchych smarów do wyrobu cegieł ogniotrwałych grafit do ołówków czarne farby chroniące ołów przed korozją naczynia ognioodporne elektrody jako zbrojenie materiałów kompozytowych trzonki kijów golfowych typu driver tygle ogniotrwałe część ślizgowa pantografów środki polerskie w reaktorach jądrowych pręty grafitu spełniają rolę moderatora.

DIAMENTY Budowa diamentu Struktura diamentu

Właściwości : Fizyczne : Chemiczne - bezbarwny - mocno załamuje światło - topi się w temp .ponad 3500C są odporne na działania czynników chemicznych Przy długotrwałym ogrzewaniu w temp.ok1000* przechodzą w grafit . Chemiczne swoja strukturę i piękny połysk oraz twardość zawdzięczają sieci krystalicznej. W strukturze tej każdy atom węgla połączony jest wiązaniami kowalencyjnymi z czterema innymi atomami węgla tworząc czworościan foremny. Wiązania te są jednakowe

Występowanie : Rozróżnia się dwa rodzaje występowania diamentów: - Złoża pierwotne Złoża wtórne

złoża pierwotne, znajdujące się w miejscu gdzie powstały złoża kimberlitowe – mają wielkie znaczenie przemysłowo-gospodarcze (np. płd. Afryka, niektóre złoża w Brazylii). złoża perydotytowe – rzadko spotykane, mają małe znaczenie gospodarcze (np. w Sajanach).

złoża wtórne – okruchowe, przeniesione w inne okolice złoża eluwialne – tworzą się przy podchodzeniu ku powierzchni utworów diamentonośnych na skutek ich wietrzenia i odłączenia się części lekkich i i rozpuszczalnych (np. Indie, Brazylia). złoża deluwialne – są produktem obsunięcia się materiału diamentonośnego posegregowanego dzięki różnicy ciężarów właściwych składników (spotykane w Indiach i Brazylii). złoża diamentonośne –występują w łożyskach i tarasach rzek współczesnych i dawnych (np. Borneo, płd. Afryka,Birma, Kongo, Brazylia). złoża okruchowe pochodzenia morskiego – spotykane na brzegach mórz i tarasach morskich w postaci wąskich pasów równoległych do wybrzeża (np. Afryka płd-zach). złoża lodowcowe – znane ze zlepieńców lodowcowych Brazylii i dorzecza Oranje. złoża pochodzenia eolicznego – znane jedynie z pustyni Namib złoża mieszane – złoża Konga i Gujany Brytyjskiej (złoża odkryte w 1887 nad rzekami. Diamenty dorównują brazylijskim. Na 1 m³ przypada ok. 2 karaty diamentów).

Budowa: * Diament to odmiana alotropowa węgla, która krystalizuje w układzie regularnym (w klasie tetraedrycznej). * Każdy atom węgla połączony jest wiązaniami kowalencyjnymi  z czterema innymi atomami znajdującymi się w narożach  diamentu, tworząc w przestrzeni siatkę z czworościanów foremnych. * Wszystkie odległości między atomami węgla są jednakowe.

Zastosowanie : jest stosowany przy produkcji materiałów ściernych (diamenty syntetyczne) i narzędzi tnących i skrawających (m.in. noży do cięcia szkła) jako elementy w aparaturze naukowej i medycznej detektory cząstek elementarnych, dozymetry do wyrobu filier (wkładek kalibracyjnych – narzynek), do ciągadeł drutów i włókien sztucznych do wyrobu twardościomierzy i igieł fonograficznych w jubilerstwie do wyrobu biżuterii – odpowiednio oszlifowane diamenty noszą nazwę brylantów; cechy kamieni jubilerskich ma zaledwie 10–20% wszystkich wydobywanych diamentów

Fulereny : Kulista czasteczka C60 elipsolidalna cząsteczka C70

Właściwości : Fizyczne Chemiczne czarne ciała stałe o metalicznym połysku - posiadają własności nadprzewodzące i półprzewodniczące trudno się rozpuszcza - miękkie żółte lub brązowe kryształki - nie rozpuszczają się w wodzie - przewodzi prąd elektryczny - łatwo sublimuje możliwość zamknięcia wewnątrz fulerenów atomów pierwiastków - nie rozpuszczają się w polarnyh rozpuszczalnikach - najlepiej rozpuszczają się rozpuszczalnikach aromatycznych, takich jak benzen lub toluen

Fulereny dzielimy na : egzohedralne - fulereny modyfikowane powierzchniowo – do których powierzchni są przyłączone rozmaite grupy funkcyjne, endohedralne – zawierająca wewnątrz swej "klatki" inne atomy lub cząsteczki heterofulereny – mająca jeden lub więcej atomów węgla w cząsteczce zastąpione przez inne atomy, np. azotu

Zastosowanie : Przewiduje się, iż fulereny i ich metaliczne związki znajdą zastosowanie jako przewodniki, półprzewodniki, nadprzewodniki (nadprzewodnictwo), smary, włókna sztuczne, farmaceutyki -np. w leczeniu choroby Alzheimera. Są aktywne biologicznie, oddziałują na wirusy, bakterie, enzymy i żywe komórki. Mogą też być uznane za lancet do selektywnego rozcinania łańcucha DNA. 

słuchczom dziękuję za UWAGĘ