ประเภทคาร์บอนสัณฐานคุณสมบัติและการใช้งาน

คาร์บอนสัณฐาน มันคือทั้งหมดที่ allotropic คาร์บอนที่มีโครงสร้างที่เต็มไปด้วยข้อบกพร่องในระดับโมเลกุลและความผิดปกติ คำว่า allotrope หมายถึงความจริงที่ว่าองค์ประกอบทางเคมีเดียวเช่นอะตอมของคาร์บอนก่อให้เกิดโครงสร้างโมเลกุลที่แตกต่างกัน ผลึกและอื่น ๆ เช่นในกรณีนี้สัณฐาน.

คาร์บอนสัณฐานไม่มีโครงสร้างผลึกระยะยาวที่เป็นลักษณะของเพชรและกราไฟท์ ซึ่งหมายความว่ารูปแบบโครงสร้างยังคงไม่เปลี่ยนแปลงหากคุณมองเห็นพื้นที่ของของแข็งที่อยู่ใกล้กันมาก และเมื่อพวกเขาอยู่ห่างไกลความแตกต่างของพวกเขากลายเป็นชัดเจน.

ลักษณะหรือคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของคาร์บอนอสัณฐานก็แตกต่างจากของกราไฟต์และเพชร ตัวอย่างเช่นเรามีถ่านที่มีชื่อเสียงผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ไม้ (ภาพบน) นี่ไม่ใช่น้ำมันหล่อลื่นและมันก็ไม่วาวเหมือนกัน.

ธรรมชาติมีคาร์บอนอสัณฐานหลายประเภทและพันธุ์เหล่านี้สามารถสังเคราะห์ได้เช่นกัน คาร์บอนแบล็คถ่านกัมมันต์เขม่าและถ่านเป็นหนึ่งในหลายรูปแบบของคาร์บอนอสัณฐาน.

คาร์บอนอสัณฐานมีประโยชน์อย่างมากในระดับอุตสาหกรรมผลิตกระแสไฟฟ้ารวมถึงในอุตสาหกรรมสิ่งทอและสุขาภิบาล.

ดัชนี

• 1 ประเภทของคาร์บอนสัณฐาน
  • 1.1 ตามแหล่งกำเนิด
  • 1.2 โครงสร้าง
  • 1.3 องค์ประกอบ
• 2 คุณสมบัติ
• 3 ใช้
  • 3.1 ถ่านหิน
  • 3.2 ถ่านกัมมันต์
  • 3.3 คาร์บอนแบล็ค
  • 3.4 ฟิล์มคาร์บอนอสัณฐาน
• 4 อ้างอิง

ประเภทคาร์บอนสัณฐาน

มีเกณฑ์หลายเกณฑ์ในการจำแนกพวกเขาเช่นต้นกำเนิดองค์ประกอบและโครงสร้าง หลังขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างคาร์บอนกับการผสมแบบลูกผสม² และ sp³; นั่นคือคนที่กำหนดเครื่องบินหรือจัตุรมุขตามลำดับ ดังนั้นเมทริกซ์อนินทรีย์ (แร่) ของของแข็งเหล่านี้จึงซับซ้อนมาก.

ตามแหล่งกำเนิด

มีคาร์บอนอสัณฐานของแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติเพราะเป็นผลิตภัณฑ์ของการเกิดออกซิเดชันและรูปแบบของการสลายตัวของสารประกอบอินทรีย์ ในบรรดาประเภทของคาร์บอนนี้มีเขม่าคาร์บอนและคาร์บอนที่ได้จากคาร์ไบด์.

คาร์บอนอสัณฐานสังเคราะห์นั้นเกิดจากการสะสมอาร์คแคโทดอาร์คและเทคนิคแคโทดสปัตเตอร์ ฟิล์มคาร์บอนอสัณฐานหรือคาร์บอนอสัณฐานสังเคราะห์ก็ถูกสังเคราะห์ขึ้นเช่นกัน.

โครงสร้าง

คาร์บอนอสัณฐานสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทใหญ่ขึ้นอยู่กับสัดส่วนของ sp² หรือ sp³ ปัจจุบัน มีคาร์บอนสัณฐานซึ่งเป็นของคาร์บอนที่เรียกว่าธาตุอสัณฐาน (aC), คาร์บอนอสัณฐานที่เติมไฮโดรเจน (aC: H) และคาร์บอนอสัณฐาน tetrahedral (ta-C).

ธาตุคาร์บอนสัณฐาน

ตัวย่อที่พบบ่อยในฐานะ aC หรือ a-C ประกอบด้วยคาร์บอนและคาร์บอนแบล็ค ความหลากหลายของกลุ่มนี้ได้มาจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ของสารจากสัตว์และผัก นั่นคือพวกเขาเผาด้วยการขาดออกซิเจนปริมาณออกซิเจน.

พวกเขามีสัดส่วนของลิงก์ sp ที่สูงขึ้น² ในโครงสร้างโมเลกุลหรือองค์กร พวกมันสามารถจินตนาการได้ว่าเป็นกลุ่มของระนาบที่ถูกจัดกลุ่มโดยมีทิศทางที่แตกต่างกันในอวกาศซึ่งเป็นผลมาจากคาร์บอนเตตราไฮเดรทที่สร้างความแตกต่างในภาพรวม.

จากนั้นนาโนคอมโพสิตถูกสังเคราะห์ด้วยการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์และการพัฒนาวัสดุ.

คาร์บอนไฮโดรเจนแบบสัณฐาน

ตัวย่อเป็น aC: H หรือ HAC ในหมู่พวกเขามีเขม่าควันถ่านหินที่ถูกแยกออกเป็นยางมะตอยและแอสฟัลท์ เขม่าสามารถแยกแยะได้ง่ายเมื่อมีไฟในภูเขาติดกับเมืองหรือเมืองซึ่งสังเกตได้ในกระแสอากาศที่ลากมันในรูปของใบไม้สีดำที่เปราะบางซึ่งมีสีดำ.

ตามชื่อของมันบ่งบอกว่ามันมีไฮโดรเจน แต่เชื่อมโควาเลนต์กับอะตอมคาร์บอนและไม่ใช่ประเภทโมเลกุล (H)₂) นั่นคือมีลิงค์ C-H หากไฮโดรเจนถูกปลดปล่อยออกมาจากพันธะเหล่านี้จะมีวงโคจรที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ หากสองของอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่เหล่านี้อยู่ใกล้กันมากพวกมันจะทำปฏิกิริยาที่เรียกว่า dangling bond (dangling bond เป็นภาษาอังกฤษ).

ด้วยฟิล์มคาร์บอนอสัณฐานประเภทนี้เติมไฮโดรเจนหรือการเคลือบผิวที่มีความแข็งต่ำกว่าจะได้รับมากกว่าที่ทำด้วย ta-C.

คาร์บอนอสัณฐาน Tetrahedral

ย่อว่า ta-C หรือที่เรียกว่าคาร์บอนคล้ายกับเพชร มันมีสัดส่วนของลิงค์ไฮบริด sp³.

ในการจัดหมวดหมู่นี้เป็นภาพยนตร์หรือการเคลือบของคาร์บอนอสัณฐานที่มีโครงสร้าง tetrahedral อสัณฐาน พวกเขาไม่มีไฮโดรเจนมีความแข็งสูงและคุณสมบัติทางกายภาพของพวกเขาหลายอย่างคล้ายกับเพชร.

ประกอบด้วยโมเลกุลของคาร์บอนเตตราราฮีซึ่งไม่มีรูปแบบโครงสร้างระยะยาว ในขณะที่เพชรคำสั่งยังคงอยู่ในภูมิภาคต่าง ๆ ของคริสตัล ta-C อาจนำเสนอบางคำสั่งหรือรูปแบบลักษณะให้กับคริสตัล แต่เพียงช่วงสั้น ๆ.

ส่วนประกอบ

ถ่านหินจัดเป็นชั้นหินสีดำที่มีองค์ประกอบอื่น ๆ เช่นซัลเฟอร์ไฮโดรเจนไนโตรเจนและออกซิเจน จากที่นี่เกิดคาร์บอนอสัณฐานเช่นถ่านหินพีทแอนทราไซต์และลิกไนต์ แอนทราไซท์นั้นทั้งหมดมีองค์ประกอบของคาร์บอนสูงที่สุด.

สรรพคุณ

คาร์บอนอสัณฐานที่แท้จริงนั้นมีพันธะ located อยู่ซึ่งมีการเบี่ยงเบนในระยะห่างระหว่างอะตอมและการแปรผันของมุมพันธะ มันมีลิงค์แบบผสมผสาน² และ sp³ ความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันไปตามประเภทของคาร์บอนสัณฐาน.

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของมันเกี่ยวข้องกับโครงสร้างโมเลกุลและโครงสร้างจุลภาค.

โดยทั่วไปแล้วมันมีคุณสมบัติของความมั่นคงสูงและความแข็งเชิงกลสูงทนความร้อนและทนต่อการสึกหรอ นอกจากนี้ยังมีความโดดเด่นเนื่องจากมีความโปร่งใสทางแสงสูงค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำและความต้านทานต่อสารกัดกร่อนต่างๆ.

คาร์บอนอสัณฐานนั้นไวต่อผลกระทบของการฉายรังสีมีความเสถียรทางเคมีไฟฟ้าและการนำไฟฟ้าสูง.

การใช้งาน

คาร์บอนอสัณฐานแต่ละประเภทมีคุณสมบัติหรือคุณสมบัติของตัวเองและมีการใช้งานเป็นพิเศษ.

ส่วนถ่านหิน

ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลดังนั้นจึงเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญซึ่งใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมของอุตสาหกรรมเหมืองถ่านหินและการใช้งานในโรงไฟฟ้.

ถ่านกัมมันต์

มันมีประโยชน์ในการดำเนินการเลือกการดูดซับหรือกระบวนการกรองของสารปนเปื้อนในน้ำดื่ม, การแก้ปัญหาสีเปลี่ยนสีและยังสามารถดูดซับก๊าซซัลเฟอร์.

คาร์บอนแบล็ค

คาร์บอนแบล็คใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตผงสีหมึกพิมพ์และสีหลากหลายประเภท คาร์บอนนี้โดยทั่วไปช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานของบทความที่ทำจากยาง.

เมื่อฟิลเลอร์ในยางหรือยางเพิ่มความต้านทานต่อการสึกหรอและปกป้องวัสดุจากการเสื่อมสภาพที่เกิดจากแสงแดด.

ฟิล์มคาร์บอนสัณฐาน

การใช้เทคโนโลยีของฟิล์มคาร์บอนหรือสารเคลือบในรูปแบบต่าง ๆ ของจอแบนและอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์กำลังเติบโต สัดส่วนของลิงค์ sp² และ sp³ ทำให้ฟิล์มคาร์บอนอสัณฐานมีคุณสมบัติทางแสงและเชิงกลของความหนาแน่นและความแข็งที่แตกต่างกัน.

นอกจากนี้ยังใช้ในการเคลือบป้องกันการสะท้อนในการเคลือบเพื่อป้องกันรังสีในหมู่การใช้งานอื่น ๆ.

การอ้างอิง

1. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์ (ฉบับที่สี่) Mc Graw Hill.
2. วิกิพีเดีย (2018) ถ่านหินอสัณฐาน สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
3. Kouchi A. (2014) คาร์บอนอสัณฐาน ใน: Amils R. et al. (eds) สารานุกรมวิชาโหราศาสตร์ Springer, Berlin, Heidelberg.
4. Yami (21 พฤษภาคม 2012) รูปแบบ Allotropic ของคาร์บอน กู้คืนจาก: quimicaorganica-mky-yamile.blogspot.com
5. วิทยาศาสตร์โดยตรง (2019) คาร์บอนสัณฐาน ดึงมาจาก: sciencedirect.com
6. Rubio-Roy, M. , Corbella, C. และ Bertran, E. (2011) สมบัติเชิงกลของฟิล์มบางคาร์บอนอสัณฐานฟลูออไรด์. ดึงมาจาก: researchgate.net