Amorfsed süsiniku tüübid, omadused ja kasutusalad



The amorfne süsinik see on kõik see allotroopne süsinik koos struktuuridega, mis on täis molekulaarseid defekte ja eiramisi. Termin allotroop viitab asjaolule, et üks keemiline element, nagu süsinikuaatom, moodustab erinevaid molekulaarstruktuure; mõned kristallilised ja teised, nagu antud juhul, amorfsed.

Amorfsest süsinikust ei ole teemantile ja grafiitile iseloomulikku pikaajalist kristalset struktuuri. See tähendab, et struktuuri muster jääb veidi konstantseks, kui visualiseerite tahkeid piirkondi väga lähedale; ja kui nad on kauged, ilmnevad nende erinevused.

Amorfse süsiniku omadused või füüsikalised ja keemilised omadused erinevad ka grafiidi ja teemandi omadustest. Näiteks on meil kuulus puusüsi, puidu põletamise toode (ülemine pilt). See ei ole määrdeaine ega ka läikiv.

Looduses on mitmeid amorfse süsiniku liike ja neid sorte võib saada ka sünteetiliselt. Süsiniku, aktiivsöe, tahma ja söe hulka kuuluvad amorfse süsiniku erinevad vormid..

Amorfsel süsinikul on oluline kasutus nii energiatootmise kui ka tekstiili- ja sanitaartööstuse tasandil.

Indeks

  • 1 Amorfse süsiniku liigid
    • 1.1 Vastavalt selle päritolule
    • 1.2 Struktuur
    • 1.3 Koostis
  • 2 Atribuudid
  • 3 Kasutamine
    • 3.1 Kivisüsi
    • 3.2 Aktiivsüsi
    • 3.3 Musta must
    • 3.4 Amorfsed süsiniku kile
  • 4 Viited

Amorfsed süsiniku tüübid

Nende klassifitseerimiseks on mitmeid kriteeriume, näiteks nende päritolu, koostis ja struktuur. Viimane sõltub suhetest süsinikuaatomite ja sp-hübridisatsioonide vahel2 ja sp3; st need, mis määratlevad vastavalt tasapinna või tetraeedri. Seetõttu võib nende tahkete ainete anorgaaniline (mineraloogiline) maatriks muutuda väga keeruliseks.

Vastavalt selle päritolule

On loodusliku päritoluga amorfne süsinik, sest see on orgaaniliste ühendite oksüdatsiooni ja lagunemise vorm. Sellist tüüpi süsiniku hulka kuuluvad tahm, süsinik ja karbiididest saadud süsinik.

Sünteetiline amorfne süsinik on toodetud katoodkaarte sadestamise ja katoodse pihustamisega. Sünteetiliselt valmistatakse ka teemant-amorfseid süsinik- või amorfseid süsinikukile.

Struktuur

Samuti võib amorfse süsiniku rühmitada kolme suureks tüübiks sõltuvalt sp2 või sp3 kohal. On amorfne süsinik, mis kuulub nn elementaarse amorfse süsiniku (aC), hüdrogeenitud amorfse süsiniku (aC: H) ja tetraedrilise amorfse süsiniku (ta-C) hulka..

Elementne amorfne süsinik

Sageli lühendatuna kui aC või a-C, sisaldab see aktiivsütt ja tahma. Selle rühma sordid saadakse loomsete ja taimsete ainete mittetäielikul põlemisel; see tähendab, et nad põletavad stöhhiomeetrilise hapnikupuudusega.

Neil on suurem osa sp-linkidest2 oma molekulaarses struktuuris või organisatsioonis. Neid võib ette kujutada rühmitatud lennukite seeriana, millel on erinevad orientatsioonid kosmoses, tetraeedriliste süsinike toode, mis loovad heterogeensuse kogu.

Neist on sünteesitud nanokomposiidid elektrooniliste rakenduste ja materjalide arendamisega.

Amorfne hüdrogeenitud süsinik

Lühendatud kui aC: H või HAC. Nende hulgas on tahm, suits, bituumenina ekstraheeritud kivisüsi ja asfaltid. Tahm on kergesti eristatav, kui linna või linna kõrval asuvas mäes on tulekahju, kus täheldatakse õhuvoolu, mis tõmbab seda mustade musta värvi lehtedena..

Nagu nimigi ütleb, sisaldab see vesinikku, kuid kovalentselt seotud süsinikuaatomitega, mitte molekulaarse tüübiga (H2). See tähendab, et seal on C-H lingid. Kui vesinik vabaneb ühest nendest sidemetest, siis tekib orbitaal, millel on paaritu elektron. Kui kaks neist paarituid elektrone on üksteisele väga lähedased, siis nad suhtlevad, põhjustades nn..

Seda tüüpi hüdrogeenitud amorfsed süsiniku kile või madalama kõvadusega katted saadakse kui ta-C-ga.

Tetratuurne amorfne süsinik

Lühendatud kui ta-C, mida nimetatakse ka teemantiga sarnaseks süsinikuks. See sisaldab suurt osa sp hybridiseeritud linkidest3.

Sellesse klassifikatsiooni kuuluvad amorfse süsinikuga kiled või katted, millel on amorfne tetraedriline struktuur. Neil puudub vesinik, neil on kõrge kõvadus ja paljud nende füüsikalised omadused on sarnased teemantidega.

Molekulaarselt koosneb see tetraedrilisest süsinikust, millel ei ole pikaajalist struktuurset mustrit; samas kui teemandis jääb tellimus kristallide erinevates piirkondades konstantseks. Ta-C võib kristallile esitada teatud järjekorra või iseloomuliku mustri, kuid ainult lühikese vahemiku.

Koostis

Söe korraldatakse musta kivi kihtidena, mis sisaldavad muid elemente, nagu väävel, vesinik, lämmastik ja hapnik. Siit tekivad amorfsed süsinikud nagu kivisüsi, turvas, antratsiit ja ligniit. Antratsiit on kõik need, millel on kõrgeim süsiniku koostis.

Omadused

Tegelikul amorfsel süsinikul on π-sidemed, mille kõrvalekalded interatomilisel vahekaugusel ja sidemete nurk on varieerunud. Sellel on sphübridiseeritud lingid2 ja sp3 mille suhe varieerub vastavalt amorfse süsiniku tüübile.

Selle füüsikalised ja keemilised omadused on seotud molekulaarse organisatsiooni ja selle mikrostruktuuriga.

Üldiselt on sellel kõrge stabiilsuse ja kõrge mehaanilise kõvaduse, kuumakindluse ja kulumiskindluse omadused. Lisaks sellele on see iseloomulik, sest see on kõrge optilise läbipaistvusega, madala hõõrdeteguriga ja resistentsusega erinevate söövitavate ainete suhtes.

Amorfne süsinik on kiirituse mõju suhtes tundlik, muuhulgas on see kõrge elektrokeemilise stabiilsuse ja elektrijuhtivusega.

Kasutamine

Igal eri amorfse süsiniku tüübil on oma omadused või omadused ja väga spetsiifilised kasutusalad.

Kivisüsi

Kivisüsi on fossiilkütus ning seetõttu on see oluline energiaallikas, mida kasutatakse ka elektri tootmiseks. Täna arutatakse palju kivisöetööstuse keskkonnamõju ja selle kasutamist elektrijaamades.

Aktiivsüsi

On kasulik viia läbi joogivees saasteainete selektiivseid absorptsiooni- või filtreerimisprotsesse, lahjendada lahuseid ja isegi absorbeerida väävligaase.

Tahm

Tahma kasutatakse laialdaselt pigmentide, trükivärvide ja mitmesuguste värvide tootmisel. See süsinik parandab üldiselt kummist valmistatud toodete tugevust ja vastupidavust.

Kuna rehvide või rehvide täiteaine suurendab kulumiskindlust ja kaitseb materjale päikesevalguse põhjustatud lagunemise eest.

Amorfsed süsiniku kile

Amorfsete süsinik-kile või pinnakatete tehnoloogiline kasutamine lameekraan- ja mikroelektroonikaseadmetes kasvab. Sp-linkide osakaal2 ja sp3 muudab amorfsete süsinik-kilede optilised ja mehaanilised omadused erineva tihedusega ja kõvadusega.

Samuti kasutatakse neid muul otstarbel radioloogilise kaitse katete puhul peegeldusvastastes katetes.

Viited

  1. Shiver & Atkins. (2008). Anorgaaniline keemia (Neljas väljaanne). Mc Grawi mägi.
  2. Wikipedia. (2018). Amorfne kivisüsi. Välja otsitud andmebaasist: en.wikipedia.org
  3. Kouchi A. (2014) Amorfne süsinik. In: Amils R. et al. (eds) Encyclopedia of Astrobiology. Springer, Berliin, Heidelberg.
  4. Yami (21. mai 2012). Süsiniku allotroopsed vormid. Taastatud: quimicaorganica-mky-yamile.blogspot.com
  5. Science Direct. (2019). Amorfne süsinik. Välja otsitud: sciencedirect.com
  6. Rubio-Roy, M., Corbella, C. ja Bertran, E. (2011). Fluoritud amorfse süsiniku õhukeste kilede triboloogilised omadused. Välja otsitud andmebaasist: researchgate.net