Елементляр кимйасы

Fiziki xassələri. Karbonun allotropik şəkildəyişmələri bir-birindən kəskin fərqlənir.
Almaz – ərəbcə «bərk» deməkdir. Almaz şəffaf maddə olub, təbii maddələrin ən bərkidir. O, bərkliyin etalonudur. Onballı bərklik sistemində onun bərkliyi 10-a bərabərdir. Almazın sıxlığı 3,4 q/sm³-dır. İstiliyi pis keçirir, elektriki isə heç keçirmir. Şüa sındırma əmsalı çox böyük olduğundan yüksək parlaqlığa malikdir. Çətin əriyəndir. Turşu və qələvilərin təsirinə qarşı çox davamlıdır. Təbii almazın ölçüləri çox müxtəlifdir. Mikroskopik dənələrdən tutmuş 100, 1000-lərlə karata qədər olur (1 karat 0,2q) olur.
İndiyə qədər məlum olan ən böyük «kullinan» kristalının kütləsi 621,2 q-dır. Bu almaz nümunəsi 1905-ci ildə Cənubi Afrikada tapılmışdır. «Orlov» adlı almaz keçmiş SSRİ-nin almaz fondunda saxlanılır (37,92 q).
Almazın kristal qəfəsi atom tiplidir. Hər karbon atomu düzgün tetraedrin təpə nöqtələrində yerləşən digər 4 karbon atomu ilə sp³ hibrid orbitalları ilə qeyri-polyar kovalent rabitə əmələ gətirir. Karbon atomları arasındakı məsafə eyni olub 0,154 nm-dir. C atomları arasındakı bucaq metanda olduğu kimi 109,28^/-dir (Şəkil 2,3).

Şəkil 2. Almazın kristal Şəkil 3. Almazın elektron

quruluşu quruluşu
Almaz şəffaf və rəngsizdir. Bəzən ağ, göy, yaşıl, sarı, qırmızı, tünd boz rəngli almaza da rast gəlinir. Almaz cilalandıqda brilyant alınır.
Almaz 1700-1800⁰C-də havasız şəraitdə qızdırıldıqda qrafitə çevrilir, 700-800⁰C-də isə oksigenlə birləşərək CO₂-yə çevrilir.
Alınması. Süni almaz 100000 atm. təzyiqdə və 2000⁰C-də qrafiti qızdırmaqla alınır. Almaz həm də metan və asetilendən alınır:

CH₄  C + 2H₂ ; C₂H₂  2C + H₂

almaz almaz


Qrafit – tünd boz rəngli, zəif metal parlaqlığına malik maddədir. Yunanca «qrafo» yazıram deməkdir.
Hələ XIX əsrdən qrafitdən karandaşlar hazırlanırdı. İstiliyi və elektriki yaxşı keçirən yumşaq maddədir. 3700⁰C-də və yüksək təzyiqş altında əriyir. 600-700⁰C-də yanır və CO₂-yə çevrilir.
Quruluşu – qrafit laylı heksaqonal quruluşa malikdir. Onun kristal qəfəsində hər bir karbon atomu üç qonşu karbon atomu ilə sp² hibridləşmə əsasında qeyri-polyar kovalent rabitə əmələ gətirir. (Şəkil 4,5).
Karbon atomunun hibridləşmədə iştirak etməyən dördüncü valent elektronu müstəvilər arasında yerləşir və metallarda olduğu kimi mütəhərrik olur. Ona görə də qrafit almazdan fərqli olaraq istiliyi və elektriki yaxşı keçirir.

Şəkil 4. Qrafitin kristal Şəkil 5. Qrafitin elektron

quruluşu quruluşu
Qrafitdə eyni müstəvidə yerləşən karbon atomları arasındakı məsafə 0,142 nm, müstəvilər arasındakı məsafə isə 0,335 nm-dir. Karbon atomları arasındakı bucaq isə 120⁰-dir.
Qrafitdə laylar arasındakı məsafə böyük və onlar arasındakı qarşılıqlı cazibə qüvvəsi, layların müstəvisində yerləşən atomlar arasındakı cazibə qüvvəsinə nisbətən zəif olduğu üçün qrafit yumşaq olub, asan aralanır və almaza nisbətən daha aktivdir.
Alınması. Təbiətdə qrafit təbii qrafit yataqları şəklində rast gəlinir. Qrafiti süni yolla da almaq olar. Karbon kömür şəklində üzvi birləşmələrin oksigensiz şəraitdə termiki (1000⁰C) parçalanmasından alınır.
CH₄C+2H₂