АМОРФНИ УГЉЕНИК: ВРСТЕ, СВОЈСТВА И УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Аморфни угљеник је било аллотропиц структуре пуњене молекуларних дефектима и неправилности угљеника. Израз алотроп се односи на један хемијски елемент, као што је атом угљеника, који формира различите молекуларне структуре; неки кристални, а други, као у овом случају, аморфни.

Аморфном угљенику недостаје кристална структура дугог домета која карактерише дијамант и графит. То значи да структурни образац остаје благо константан када посматрамо подручја круте твари које су врло близу једна другој; а кад су удаљени, њихове разлике постају очите.

Гори угљен. Извор: Пикабаи

Физичке и хемијске карактеристике или својства аморфног угљеника такође су различита од оних графита и дијаманата. На пример, налази се познати угљен, производ сагоревања дрвета (горња слика). Ово није подмазујуће, а ни сјајно.

У природи постоји неколико врста аморфног угљеника и ове се сорте могу добити и синтетичким путем. Међу разним облицима аморфног угља спадају чађа, активни угаљ, чађа и угаљ.

Аморфни угљен има значајну употребу у индустрији производње енергије, као и у текстилној и здравственој индустрији.

Врсте аморфног угљеника

Постоји неколико критеријума за класификацију као што су њихово порекло, састав и структура. Касније зависи од односа између угљеницима са СП ² и сп ³ хибридизације ; то јест оне које дефинишу равнину или тетраедар, респективно. Због тога, неорганска (минералошка) матрица ове чврсте материје може постати веома сложена.

Према свом пореклу

Постоји аморфни угљен природног порекла, јер је производ оксидације и облика распадања органских једињења. Ова врста угљеника укључује чађу, угаљ и угљен који се добија од карбида.

Синтетични аморфни угљен се производи техникама наношења катодног лука и прскањем. Синтетички се израђују и аморфни карбонски премази слични дијаманту или аморфни угљени филм.

Структура

Аморпхоус царбон такође могу да се групишу у три велика типа у зависности од пропорција сп ² или сп ³ обвезницама данас. Постоји аморфни угљен, који припада тзв. Елементарном аморфном угљенику (аЦ), хидрогенираном аморфном угљенику (аЦ: Х) и тетраедарском аморфном угљенику (та-Ц).

Елементарни аморфни угљеник

Често скраћено БЦ или БЦ, укључује активни угаљ и чађу. Сорте ове групе се добијају непотпуним сагоревањем животињских и биљних супстанци; то јест, сагоревају стехиометријским дефицитом кисеоника.

Они представљају већи удио сп ² везе у својој структури или молекуларној организацији. Они се могу замислити као низ груписаних равнина, различитих оријентација у простору, производ тетраедарских угљеника који успостављају хетерогеност у целини.

Из њих су нанокомпозити синтетизовани са електронским апликацијама и развојем материјала.

Хидрогенирани аморфни угљеник

Скраћен као БЦ: Х или ХАЦ. Ту спадају чађа, дим, вађени угљен попут битумена и асфалт. Кожа се лако разликује када у планини у близини града или града постоји пожар, где је примећен у ваздушним струјама које носе у облику крхких црних листова.

Као своје име сугерира, садржи водоник, али ковалентно везан за атоме угљеника, а не молекулске типа (Х ₂ ). Односно, постоје ЦХ везе. Ако се једна од тих веза ослободи водоника, то ће бити орбитала са парним електроном. Ако су два од ових парних електрона врло близу један другом, они ће међусобно деловати, узрокујући такозване висеће везе.

Помоћу ове врсте хидрогенизованог аморфног угљеника добијају се филми или облоге ниже тврдоће од оних произведених са та-Ц.

Тетраедрални аморфни угљеник

Скраћен као та-Ц, који се такође назива и дијамантски угљен. Садржи висок удео сп ³ хибридизује обвезницама .

Аморфни карбонски филмови или премази са аморфном тетраедарском структуром припадају овој класификацији. Недостају им водоник, имају високу тврдоћу, а многа физичка својства слична су дијаманту.

Молекуларно, састоји се од тетраедарских угљеника који не представљају структуру дугог домета; док је код дијаманта редослед остао константан у различитим областима кристала. Та-Ц може представљати одређени ред или образац карактеристичан за кристал, али само у кратком домету.

Састав

Угљен је организован као слојеви црног камења, који садрже и друге елементе попут сумпора, водоника, азота и кисеоника. Одатле настају аморфни угљеници, као што су угаљ, тресет, антрацит и лигнит. Антрацит је онај са највећим саставом угљеника од свих њих.

Својства

Прави аморфни угљеник је локализовао π везе са одступањима у међуратомском размаку и варијацијама у углу везе. Има сп ² и СП ³ хибридизује обвезнице чији однос варира према врсти аморфног угљеника.

Његова физичка и хемијска својства повезана су с његовом молекуларном организацијом и микроструктуром.

Опћенито, има својства високе стабилности и велике механичке тврдоће, отпорности на топлину и отпорности на хабање. Поред тога, карактерише га висока оптичка прозирност, низак коефицијент трења и отпорност на разне корозивне агенсе.

Аморфни угљеник је осетљив на ефекте озрачивања, између осталог има високу електрохемијску стабилност и електричну проводљивост.

Апликације

Свака од различитих врста аморфног угљеника има своје карактеристике или својства и врло специфичну употребу.

Угљен

Угаљ је фосилно гориво, па је стога важан извор енергије који се такође користи за производњу електричне енергије. О утицају рударске индустрије на животну средину и њеној употреби у електранама данас се топло расправља.

Активни угаљ

Корисно је за селективну апсорпцију или филтрирање загађивача из воде за пиће, деколоризовање раствора и чак може да апсорбује сумпорне гасове.

Карбон црна

Чађа се широко користи у изради пигмената, масти за штампање и разних боја. Овај угљеник углавном побољшава чврстоћу и отпорност гумених предмета.

Као пунило у фелнама или гумама, повећава њихову отпорност на хабање и штити материјале од пропадања изазваног сунчевом светлошћу.

Аморфни карбонски филмови

Технолошка употреба аморфних карбонских филмова или облога у разним дисплејима са равним плочама и микроелектроником расте. Проценат сп ² и сп ³ обвезнице средствима која аморфни угљеник филмови имају оптичка и механичка својства променљиве густине и тврдоће.

Исто тако, користе се у анти-рефлексним премазима, у превлакама за радиолошку заштиту, између осталих употреба.

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
2. Википедиа. (2018). Аморфни угљен. Опоравак од: ен.википедиа.орг
3. Коуцхи А. (2014) Аморпхоус Царбон. У: Амилс Р. ет ал. (издања) Енциклопедија астробиологије. Спрингер, Берлин, Хајделберг.
4. Иами (21. мај 2012). Алотропни облици угљеника. Опоравак од: куимицаорганица-мки-иамиле.блогспот.цом
5. Сциенце Дирецт. (2019). Аморфни угљеник. Опоравак од: сциенцедирецт.цом
6. Рубио-Рои, М., Цорбелла, Ц. и Бертран, Е. (2011). Триболошка својства танких филмова флуоризованог аморфног угљеника. Опораван од: ресеарцхгате.нет