الماس و ساختار شیمیایی آن

[ROJINAjoON]

الماس و گرافیت

دگرشکل یا آلوتروپ به شکل هاي گوناگونی گفته می شود که از یک عنصر در طبیعت یافت می شود. گرافیت و الماس دو آلوتروپ عنصر کربن هستند که ساختار و خواص متفاوتی دارند.
الماس: در الماس هر اتم کربن با چهار پیوند یگانه به چهار اتم کربن دیگر اتصال یافته است. اتم کربن در این حالت ساختاري چهار وجهی با زاویه ي پیوندي 109/5 دارد و هر چهار اتم کربن متصل به آن در چهار گوشه ي یک چهار وجهی قرار گرفته اند.
از این رو الماس یک شبکه ي به هم پیوسته از اتم هاي کربن است هر بلور الماس را میتوان یک مولکول غول آسا دانست که از اتصال میلیاردها اتم کربن ساخته شده است. موادي از این نوع را که در آن همه ي اتمها به وسیله ي پیوندهاي کووالانسی به یکدیگر متصل شده اند و شبکه اي دو یا سه بعدي ایجاد کرده اند جامدهاي کووالانسی مینامند.
ویژگیهاي الماس عبارتند از:
-1 الماس مانند تمام جامدهاي کووالانسی دیگر، نقطه ي ذوب بسیار بالایی دارد زیرا باید بر تمام پیوندهاي کووالانسی بین اتمهاي کربن غلبه کنیم که این امر نیاز به گرماي زیادي دارد.
-2 الماس و به طور کلی تمام جامدهاي کووالانسی، جامدهایی بسیار سخت هستند.
-3 الماس به دلیل شفاف و زیبا بودن و هم چنین عدم تمایل به واکنش پذیري، براي تهیه زینت آلات مورد استفاده قرار میگیرد. از سویی به دلیل سختی زیاد، الماس در تهیه ي نوك مته ها و ابزار برش کاربرد دارد.
گرافیت: گرافیت که دگرشکل دیگر کربن است برخلاف الماس، ماده ي بسیار نرمی است زیرا ساختاري لایه لایه دارد. در هر لایه، هر اتم کربن با سه پیوند و با آرایش سه ضلعی مسطح با زاویهي پیوندي 120 به سه اتم کربن دیگر متصل شده است. از اتصال شش اتم کربن، شش گوشه هایی ایجاد شده اند که از اتصال آنها به هم صفحهاي مشبک به وجود میآید.از این رو گرافیت را نیز میتوان یک جامد کووالانسی دو بعدي در نظر گرفت. پیوندهاي موجود در هر صفحه بسیار قوي هستند و از این رو هر صفحه را میتوان یک مولکول غول آساي ورقه اي در نظر گرفت.
اما این مولکولهاي صفحه اي غول آسا به وسیله ي نیروي بین مولکولی ضعیف واندروالس (لوندون) روي هم قرار گرفته اند. از این رو به آسانی روي یکدیگر میلغزند.
مهمترین ویژگیهاي گرافیت عبارتند از:
-1 گرافیت مانند فلزها رساناي جریان برق است . علت این است که در گرافیت، هر اتم کربن در لایه ي ظرفیت خود داراي چهار اوربیتال تک الکترونی است
در هر لایه، یک اتم کربن با سه پیوند یگانه به سه اتم کربن دیگر متصل است و اوربیتال تک الکترونی چهارم که عمود بر صفحه است با اوربیتال تک الکترونی چهارم کربن مجاور همپوشانی می کند (به صورت رزونانس) عامل اصلی رسانایی الکتریکی گرافیت همین اوربیتال هاي چهارم تک الکترونی هستند زیرا با وارد شدن یک الکترون به گرافیت، الکترون از سمت دیگر خارج میشود.
-2 گرافیت برخلاف الماس که جامدي سخت و شفاف است، جامدي سیاه و نرم و لغزنده است.
-3 از کاربردهاي مهم گرافیت می توان به این موارد اشاره کرد: تولید مغز مداد، ساخت الکترود، روان کننده هاي صنعتی، ماسکهاي شیمیایی، مواد بو گیر و …

دانلود نمونه سوالات کنکور در باره الماس و گرافیت