Аморфни типови угљеника, својства и употреба



Тхе аморфни угљеник то је све што је алотропни угљеник са структурама пуним молекуларних дефеката и неправилности. Термин алотроп се односи на чињеницу да један хемијски елемент, као што је атом угљеника, формира различите молекуларне структуре; неки кристални, а други, као у овом случају, аморфни.

Аморфном угљену недостаје кристална структура дугог домета која карактерише дијамант и графит. То значи да структурални узорак остаје лагано константан ако визуализујете регионе чврстог материјала веома близу један другом; а када су удаљене, њихове разлике постају очигледне.

Карактеристике или физичке и хемијске особине аморфног угљеника су такође различите од оних графита и дијаманта. На пример, имамо чувени угаљ, производ сагоревања дрвета (топ имаге). Ово није мазиво, и није сјајно.

У природи постоји неколико типова аморфног угљеника и ове сорте се могу добити и синтетички. Угљеник, активни угаљ, чађа и угаљ су међу различитим облицима аморфног угљеника..

Аморфни угљеник има важну примену на нивоу индустрије за производњу електричне енергије, као иу текстилној и санитарној индустрији.

Индек

  • 1 Типови аморфног угљеника
    • 1.1
    • 1.2 Структура
    • 1.3 Састав
  • 2 Својства
  • 3 Усес
    • 3.1 Угаљ
    • 3.2 Активни угљен
    • 3.3 Чађа
    • 3.4 Аморфни угљенични филмови
  • 4 Референце

Аморфни типови угљеника

Постоји неколико критеријума за њихову класификацију, као што су њихово порекло, састав и структура. Ово зависи од односа угљеника са сп хибридизацијом2 анд сп3; то јест, оне које дефинишу раван или тетраедар, респективно. Стога, неорганска (минералошка) матрица ових чврстих материја може постати веома сложена.

Према пореклу

Постоји аморфни угљен природног порекла, јер је производ оксидације и облика разградње органских једињења. Међу овим типом угљеника су чађа, угљеник и угљеник који потичу од карбида.

Синтетички аморфни угљеник се производи катодним наношењем и катодним распршивањем. Синтетички се такође производе дијамантни аморфни угљенични или аморфни угљенични филмови.

Структура

Такође, аморфни угљеник се може груписати у три велика типа у зависности од пропорције сп2 ор сп3 присутан. Постоји аморфни угљеник, који припада такозваном елементарном аморфном угљенику (аЦ), хидрогенисаном аморфном угљенику (аЦ: Х) и тетраедарном аморфном угљенику (та-Ц)..

Елементарни аморфни угљеник

Често скраћено као аЦ или а-Ц, укључује активни угљен и чађу. Сорте ове групе се добијају некомплетним сагоревањем животињских и биљних супстанци; то јест, они горе са стехиометријским дефицитом кисеоника.

Они имају већи проценат сп линкова2 у својој молекуларној структури или организацији. Они се могу замислити као низ груписаних равни, са различитим оријентацијама у простору, производом тетраедарних угљеника који успостављају хетерогеност у целини.

Од њих су синтетисани нанокомпозити са електронским апликацијама и развојем материјала.

Аморфни хидрогенизовани угљеник

Скраћено као а: Х или ХАЦ. Међу њима су чађи, дим, угаљ који се издваја као битумен и асфалт. Чађа се лако разликује када се појави пожар у планини у близини града или града, где се уочава у ваздушним струјама које га вуку у облику крхких црних листова црне боје..

Као што му име каже, он садржи водоник, али ковалентно везан за атоме угљеника, а не молекуларног типа (Х2). То јест, постоје везе на Ц-Х. Ако се водоник ослободи из једне од ових веза, постојат ће орбита са неспареним електроном. Ако су два од ових неупарених електрона веома близу један другом, они ће интеракирати изазивајући такозване висеће везе (висећа веза, на енглеском)..

Код овог типа добијени су хидрогенирани аморфни угљенични филмови или премази мање тврдоће од оних направљених са та-Ц.

Тетраедарски аморфни угљеник

Скраћени као та-Ц, који се називају и угљеником сличним дијаманту. Садржи висок проценат сп хибридизованих веза3.

У ову класификацију спадају филмови или премази аморфног угљеника, са аморфном тетраедарном структуром. Њима недостаје водоник, имају високу тврдоћу, а многе од њихових физичких својстава су сличне онима од дијаманта.

Молекуларно, састоји се од тетраедарних угљеника који немају структуру дугог домета; док у дијаманту, ред остаје константан у различитим регионима кристала. Та-Ц може представљати одређени ред или карактеристичан узорак кристалу, али само кратког домета.

Цомпоситион

Угаљ је организован као слој црних стена, који садржи друге елементе као што су сумпор, водоник, азот и кисеоник. Одавде настају аморфни угљици као што су угаљ, тресет, антрацит и лигнит. Антрацит је све што има највишу угљеничну композицију.

Пропертиес

Прави аморфни угљеник има π везе које се налазе са одступањима у интератомском размаку и варијацијама у угловима везе. Има хибридизиране везе2 анд сп3 чија веза варира у зависности од типа аморфног угљеника.

Његова физичка и хемијска својства везана су за његову молекуларну организацију и њену микроструктуру.

Генерално, има особине високе стабилности и високе механичке чврстоће, отпорности на топлоту и отпорности на хабање. Поред тога, карактерише га висока оптичка транспарентност, низак коефицијент трења и отпорност на различита корозивна средства.

Аморфни угљеник је осетљив на ефекте зрачења, има високу електрокемијску стабилност и електричну проводљивост, између осталих својстава.

Усес

Сваки од различитих типова аморфног угљеника има своје карактеристике или својства, и врло специфичне употребе.

Угаљ

Угаљ је фосилно гориво и зато је важан извор енергије, који се користи и за производњу електричне енергије. Еколошки утицај индустрије рудника угља и њена употреба у електранама данас се много дискутује.

Активни угљен

Корисно је спровести селективне апсорпционе или филтрационе процесе загађивача у води за пиће, растворима боје, и чак може апсорбовати сумпорне гасове.

Царбон блацк

Чађа се широко користи у производњи пигмената, штампарских боја и разних боја. Овај угљеник генерално побољшава чврстоћу и отпорност предмета од гуме.

Као пунило у гумама или гумама повећава се његова отпорност на хабање и штити материјале од деградације узроковане сунчевом свјетлошћу.

Аморфни угљенични филмови

Технолошка употреба аморфних угљеничних филмова или премаза у варијантама равног екрана и микроелектронских уређаја расте. Пропорција сп линкова2 анд сп3 Аморфни угљенични филмови имају оптичке и механичке особине различите густине и тврдоће.

Такође се користе у антирефлексним премазима, у премазима за радиолошку заштиту, између осталог.

Референце

  1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
  2. Википедиа. (2018). Аморфни угаљ. Преузето са: ен.википедиа.орг
  3. Коуцхи А. (2014) Аморпхоус Царбон. У: Амилс Р. ет ал. (едс) Енцицлопедиа оф Астробиологи. Спрингер, Берлин, Хеиделберг.
  4. Иами (21. мај 2012). Алотропни облици угљеника. Опорављено од: куимицаорганица-мки-иамиле.блогспот.цом
  5. Сциенце Дирецт. (2019). Аморфни угљеник. Преузето са: сциенцедирецт.цом
  6. Рубио-Рои, М., Цорбелла, Ц. и Бертран, Е. (2011). Триболошке особине флуорисаних аморфних угљеничних танких филмова. Добављено из: ресеарцхгате.нет