Amorfie oglekļa veidi, īpašības un izmantošanas veidi



The amorfs ogleklis tas viss ir allotropais ogleklis ar struktūrām, kurās ir pilns molekulāro defektu un pārkāpumu. Termins allotrops attiecas uz faktu, ka viens ķīmisks elements, piemēram, oglekļa atoms, veido dažādas molekulārās struktūras; dažas kristāliskas un citas, kā šajā gadījumā, amorfas.

Amorfam oglekliem nav tālsatiksmes kristāliskas struktūras, kas raksturo dimantu un grafītu. Tas nozīmē, ka strukturālais modelis paliek nedaudz nemainīgs, ja vizualizējat cieta reģionus ļoti tuvu viens otram; un kad tās ir tālu, to atšķirības kļūst acīmredzamas.

Amorfā oglekļa īpašības un fizikālās un ķīmiskās īpašības arī atšķiras no grafīta un dimanta īpašībām. Piemēram, mums ir slavena ogle, koksnes sadegšanas produkts (augšējais attēls). Tas nav smērviela, un tas arī nav spīdīgs.

Dabā ir vairāki amorfā oglekļa veidi, un šīs šķirnes var iegūt arī sintētiski. Ogleklis, aktīvā ogle, sodrēji un ogles ir starp dažādām amorfās oglekļa formām..

Amorfam ogleklim ir svarīga izmantošana enerģijas ražošanas nozarē, kā arī tekstilrūpniecībā un sanitārajā rūpniecībā.

Indekss

  • 1 Amorfā oglekļa veidi
    • 1.1. Saskaņā ar tās izcelsmi
    • 1.2. Struktūra
    • 1.3 Sastāvs
  • 2 Rekvizīti
  • 3 Lietojumi
    • 3.1. Akmeņogles
    • 3.2 Aktivētā ogle
    • 3.3 Ogleklis
    • 3.4. Amorfas oglekļa plēves
  • 4 Atsauces

Amorfie oglekļa veidi

To klasificēšanai ir vairāki kritēriji, piemēram, to izcelsme, sastāvs un struktūra. Pēdējais ir atkarīgs no saiknes starp oglēm ar spibridizācijām2 un sp3; tas ir, tie, kas definē attiecīgi plakni vai tetraedri. Tāpēc šo cieto vielu neorganiskā (mineraloģiskā) matrica var kļūt ļoti sarežģīta.

Saskaņā ar tās izcelsmi

Ir dabiskas izcelsmes amorfs ogleklis, jo tas ir oksidācijas produkts un organisko savienojumu sadalīšanās veidi. Šāda veida ogleklis ir kvēpi, ogleklis un ogleklis, kas iegūts no karbīdiem.

Sintētisko amorfo oglekli iegūst ar katoda loka nogulsnēšanas un katodiskās izsmidzināšanas metodēm. Sintētiski tiek ražotas arī dimanta amorfas oglekļa vai amorfas oglekļa plēves.

Struktūra

Arī amorfo oglekli var iedalīt trīs lielos veidos atkarībā no sp2 vai sp3 klāt. Ir amorfs ogleklis, kas pieder pie tā saucamā elementārā amorfā oglekļa (aC), hidrogenētā amorfā oglekļa (aC: H) un tetraedriskā amorfā oglekļa (ta-C).

Elementārais amorfais ogleklis

Bieži saīsināti kā aC vai a-C, tas ietver aktīvo ogli un oglekli. Šīs grupas šķirnes iegūst, nepabeigtā veidā sadedzinot dzīvnieku un augu vielas; tas ir, tie sadedzina ar stehiometrisku skābekļa deficītu.

Viņiem ir lielāks spoļu īpatsvars2 tās molekulārajā struktūrā vai organizācijā. Tos var iedomāties kā grupētu lidmašīnu sēriju ar dažādiem kosmosa virzieniem, tetraedrisko ogļūdeņražu produktu, kas rada neviendabīgumu kopumā..

No tiem nanokompozīti ir sintezēti ar elektroniskām lietojumprogrammām un materiālu izstrādi.

Amorfs hidrogenēts ogleklis

Saīsināts kā aC: H vai HAC. Starp tiem ir kvēpi, dūmi, ogles, kas iegūtas kā bitumens, un asfalta. Sodrēji ir viegli atšķirt, kad ir ugunsgrēks kalnos, kas atrodas blakus pilsētai vai pilsētai, kur vērojamas gaisa plūsmas, kas to vilcina melnā melnā krāsā..

Kā norāda tā nosaukums, tas satur ūdeņradi, bet kovalenti saistīts ar oglekļa atomiem, nevis molekulārā tipa (H2). Tas ir, ir C-H saites. Ja ūdeņradis tiek atbrīvots no vienas no šīm saitēm, būs orbītā ar nesalīdzinātiem elektroniem. Ja divi no šiem nesavienotajiem elektroniem ir ļoti tuvu viens otram, viņi mijiedarbosies, radot tā sauktos kabeļu saites (angļu valodā).

Ar šāda veida hidrogenētām amorfām oglekļa plēvēm vai pārklājumiem, kas ir zemāki par cietību, tiek iegūtas nekā ta-C.

Tetrahērais amorfais ogleklis

Saīsināts kā ta-C, saukts arī par oglekli, kas ir līdzīgs dimantam. Tajā ir liela daļa no hibridizētām saitēm3.

Šai klasifikācijai pieder amorfā oglekļa plēves vai pārklājumi ar amorfu tetraedrisko struktūru. Viņiem trūkst ūdeņraža, tiem ir augsta cietība, un daudzas to fizikālās īpašības ir līdzīgas dimanta īpašībām.

Molekulāri, tas sastāv no tetraedriskām oglēm, kurām nav tālsatiksmes strukturālā modeļa; bet dimantā, pasūtījums paliek nemainīgs dažādos kristāla reģionos. Ta-C var uzrādīt kristālam noteiktu kārtību vai raksturīgu modeli, bet tikai nelielu diapazonu.

Sastāvs

Ogles tiek organizētas kā melnā akmens slāņi, kas satur citus elementus, piemēram, sēru, ūdeņradi, slāpekli un skābekli. No šejienes rodas amorfas ogles, piemēram, ogles, kūdra, antracīts un lignīts. Antracīts ir vislielākais oglekļa sastāvs.

Rekvizīti

Patiesajam amorfajam ogleklim ir π obligācijas, kuru novirzes ir interatomiskās atstarpes un obligāciju leņķa variācijas. Tai ir spriegotas saites2 un sp3 kuru attiecības atšķiras atkarībā no amorfā oglekļa veida.

Tās fizikālās un ķīmiskās īpašības ir saistītas ar molekulāro organizāciju un tās mikrostruktūru.

Kopumā tam piemīt augstas stabilitātes īpašības un augsta mehāniskā cietība, karstumizturība un nodilumizturība. Turklāt tas ir raksturīgs, jo tam ir augsts optiskais caurspīdīgums, zems berzes koeficients un izturība pret dažādiem kodīgiem līdzekļiem.

Amorfs ogleklis ir jutīgs pret apstarošanas iedarbību, tam piemīt augsta elektroķīmiskā stabilitāte un elektriskā vadītspēja, cita starpā.

Lietojumi

Katram no dažādiem amorfā oglekļa veidiem ir savas īpatnības vai īpašības un ļoti īpašs pielietojums.

Akmeņogles

Akmeņogles ir fosilais kurināmais, tāpēc tas ir svarīgs enerģijas avots, ko izmanto arī elektroenerģijas ražošanai. Akmeņogļu ieguves rūpniecības ietekme uz vidi un tās izmantošana spēkstacijās šodien ir daudz apspriesta.

Aktivētā ogle

Ir lietderīgi selektīvi absorbēt vai filtrēt piesārņotājus dzeramajā ūdenī, izšķīdināt šķīdumus un pat absorbēt sēra gāzes..

Ogleklis

Oglekli plaši izmanto pigmentu, iespiedkrāsu un dažādu krāsu krāsošanai. Šis ogleklis parasti uzlabo gumijas izstrādājumu izturību un izturību.

Tā kā riepu vai riepu pildviela palielina izturību pret nodilumu un aizsargā materiālus no saules gaismas degradācijas.

Amorfas oglekļa plēves

Pieaug amorfo oglekļa plēvju vai pārklājumu tehnoloģiskais pielietojums plakanā ekrāna un mikroelektronisko ierīču šķirnēs. Saišu īpatsvars2 un sp3 amorfajām oglekļa plēvēm ir optiskas un mehāniskas īpašības ar dažādu blīvumu un cietību.

Tie tiek izmantoti arī pretaizdzīšanas pārklājumos, radiācijas aizsardzības pārklājumos, cita starpā.

Atsauces

  1. Shiver & Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija (Ceturtais izdevums). Mc Graw kalns.
  2. Vikipēdija. (2018). Amorfās ogles. Saturs iegūts no: en.wikipedia.org
  3. Kouchi A. (2014) Amorfs ogleklis. In: Amils R. et al. Astrobioloģijas enciklopēdija. Springer, Berlīne, Heidelberga.
  4. Yami (2012. gada 21. maijs). Alotropiskās oglekļa formas. Atgūts no: quimicaorganica-mky-yamile.blogspot.com
  5. Science Direct. (2019). Amorfs ogleklis. Saturs iegūts no: sciencedirect.com
  6. Rubio-Roy, M., Corbella, C. un Bertran, E. (2011). Fluorēto amorfo oglekļa plāno plēvju triboloģiskās īpašības. Saturs iegūts no: researchgate.net