Графіт або графен?
Так графіт або графен? І те, і інше. Оскільки це дві різні аллотропние модифікації вуглецю. Існує близько 400 тисяч неорганічних речовин. Число відомих органічних сполук набагато перевищує 10 міліонів і збільшується щороку на 250-300 тисяч. Ось скільки насінтезіровалі !!
Зауважу, що хіміки - єдині вчені з натуралістів, які самі створюють собі об'єкти дослідження. Це всього з більш ніж сотні хімічних елементів.
Я завжди кажу, що фаза подвижнее елемента. Отже, про поняття фаза. Строго.
Термодинамічна фаза - Термодинамічно однорідна за складом і властивостями частина термодинамічної системи, відокремлена від інших фаз поверхнями розділу (не завжди, бувають випадки часткової аморфізації - прим. Автора), на яких стрибком змінюються деякі властивості системи.
Інше визначення: Фаза - гомогенна частина гетерогенної системи. У однокомпонентної системі різні фази можуть бути представлені різними агрегатними станами або різними поліморфними модифікаціями речовини. У багатокомпонентної системі фази можуть мати різний склад і структуру.
Газ завжди складається з однієї фази, рідина може складатися з декількох рідких фаз різного складу (ліквація, рідинна несмешиваемость), але двох різних рідин одного складу в рівновазі співіснувати не може.
Речовина у твердому стані може складатися з декількох фаз, причому деякі з них можуть мати однаковий склад, але різну структуру (поліморфізм - Існування кристалічних речовин з однаковим складом, але різною структурой- поліморфізм для простих речовин називають аллотропией).
Оскільки поділ на термодинамічні фази - більш дрібна класифікація станів, ніж поділ за агрегатним станам речовини, то далеко не кожен фазовий перехід супроводжується зміною агрегатного стану. Однак будь-яка зміна агрегатного стану є фазовий перехід.
Приклад з вуглецем. Один елемент. А скільки дає фаз? Вісім !!
Перша - алмаз. Дуже твердий.
Друга - графіт. Чим вони відрізняються? Структурою. В результаті зовсім різні матеріали. Олівчиком з графіту ми можемо писати записочки. До речі, олівець зіграв величезну роль в ліквідації неписьменності в Росії. Арманд Хаммер - американський бізнесмен - зробив собі стан в післяреволюційній Росії, побудувавши олівцеву фабрику ім. Сакко і Ванцетті. За допомогою цих олівців Росія з майже повністю неписьменною країни перетворилася на саму читає, а за допомогою СМСок і чату в Інтернеті перетворюється знову в безграмотну. Назад до олівців !!
Третя - карбин - Аллотропная форма вуглецю на основі sp-гібридизації вуглецевих атомів. Складається з вуглецевих фрагментів з потрійною (-С # 8801-С-С # 8801-С-) або подвійний кумулювати (= С = С = С = С =) зв'язком. Може бути лінійним або утворювати циклічні структури.
Четверта - лонсдейліт, або алмаз гексагональний (саме тверда речовина, на 58% перевершує по твердості алмаз).
П'ята - аморфний вуглець. У неї немає далекого порядку.
Шоста - фуллерен - C60-540. Повністю називається бакмінстерфуллерен. Опуклі замкнуті багатогранники, складені з парного числа трёхкоордінірованних атомів вуглецю. Своєю назвою зобов'язані дизайнеру Річард Бакмінстер Фуллер, застосовував для споруди куполів своїх будівель п'яти- і шестикутники, які є основними структурними елементами молекулярних каркасів всіх фулеренів. Всередину фулеренів можна вводити різні метали. Отримувані матеріали демонструють властивості від діелектриків до надпровідників! За відкриття фулеренів Х. Крото, Р. Смоллі і Р. Керлі в 1996 році була присуджена Нобелівська премія з хімії.
Сьома - графен (Англ. Graphene). По-науковому, це двовимірна аллотропная модифікація вуглецю, утворена шаром атомів вуглецю товщиною в один атом, що знаходяться в sp2-гібридизації та сполучених за допомогою σ-- і π - зв'язків в гексагональну двовимірну кристалічну решітку.
Висока рухливість носіїв заряду (максимальна рухливість електронів серед усіх відомих матеріалів) робить його перспективним матеріалом для використання в самих різних додатках, зокрема - як майбутню основу наноелектроніки і можливу заміну кремнію в інтегральних мікросхемах.
Основний з існуючих нині способів отримання графена заснований на механічному отщеплении шарів графіту від пиролитического графіту, наприклад, за допомогою ... скотча. Цей метод не передбачає використання масштабного виробництва, оскільки це ручна процедура (повернення до веревочно-сургучною науці). За «передові досліди з двовимірним матеріалом - графеном» А. К. Гейму і К. С. Новосьолова була присуджена Нобелівська премія з фізики за 2010 рік.
Восьма - при згортанні графена в циліндр виходить одностінна нанотрубка. В залежності від конкретної схеми згортання графітової площині, нанотрубки можуть володіти або металевими, або напівпровідниковими властивостями.
Як, проте, багатоликий звичайний вуглець, чи не так!
