Переход - алмаз
Cтраница 2
Этот тип превращений выделен в самостоятельную группу, поскольку они сопровождаются не только кристаллографическими изменениями, но и существенным изменением состояния электронных систем. Примером может служить переход алмаза с чисто ковалентной связью атомов С в графит, имеющий значительную долю металлической связи. Белое олово ( металлическая форма) при охлаждении способно переходить в серое олово с ковалентной структурой. [16]
 |
Термодинамические характеристики фазовых переходов р-ялементов VIII группы. [17] |
Скорости полиморфных превращений могут быть самыми различными. При обычных условиях термодинамически устойчива кристаллическая модификация углерода - графит. Тем не менее переход алмаза в графит не наблюдается даже при сравнительно высоких температурах, что обусловлено высокой энергией активации перехода. [18]
Предварительное изучение термодинамических свойств алмаза и графита показало, что при атмосферном давлении и при любых температурах графит является более устойчивой модификацией углерода, чем алмаз, который таким образом в обычных условиях представляет собой метастабильную форму углерода. При повышении температуры скорость перехода алмаза в графит увеличивается: при 1500 С в среде нейтрального газа или вакууме ( в присутствии следов кислорода, который является катализатором процесса) начинается графитизация алмаза - темнеют ребра и углы кристалла. При 1900 С переход алмаза в графит происходит почти мгновенно. Оказалось, что превращение алмаза в графит является экзотермической реакцией, правда, с небольшим тепловым эффектом. Энтальпия превращения ДЯалмаз - графит составляет 1381 Дж / моль. [19]
Изучение термодинамических свойств алмаза и графита показало, что при атмосферном давлении и при любых температурах графит является более устойчивой модификацией, чем алмаз, который, таким образом, в обычных условиях представляет собой неустойчивую форму углерода. Переход алмаза в устойчивый графит не происходит из-за ничтожной скорости такого процесса. При повышении температуры скорость перехода алмаза в графит увеличивается: при 1500 в среде нейтрального газа ( в присутствии кислорода алмаз сгорает с образованием СО2 при 870) начинается графитиза-ция алмаза - темнеют ребра и углы кристалла; при 1850 переход алмаза в графит происходит почти мгновенно. [20]
Изучение термодинамических свойств алмаза и графита показало, что при атмосферном давлении и при любых температурах графит является более устойчивой модификацией, чем алмаз, который, таким образом, в обычных условиях представляет собой неустойчивую форму углерода. Переход алмаза в устойчивый графит не происходит из-за ничтожной скорости такого процесса. При повышении температуры скорость перехода алмаза в графит увеличивается: при 1500 в среде нейтрального газа ( в присутствии кислорода алмаз сгорает с образованием СС2 при 870) начинается графитиза-ция алмаза - темнеют ребра и углы кристалла; при 1850 переход алмаза в графит происходит почти мгновенно. [21]
Теплоты полиморфных переходов могут быть определены из результатов термохимических опытов. Разность между теплотами сгорания графита и углерода дает АН0 их перехода. Непосредственное же измерение теплоты перехода алмаза в графит или наоборот пока не осуществимо ( гл. [22]
Обнаружена частичная графитизация алмаза. В других работах 10Г отмечено, что переход алмаза в графит происходит внезапно и сопровождается взрывом. [23]
Это значит, что в процессе сублимации графита изменение энтальпии составляет АЯ 170863 кал / моль и изменение энтропии AS0 37 09 кал / моль - град. В справочниках принято значение энтальпии сублимации 170900 кал. Чтобы вычислить энтальпию сублимации алмаза, нужно знать энтальпию перехода алмаза в графит, которая легко определяется экспериментально по разнице энтальпий сгорания алмаза и графита и равна ДЯ - 453 кал. [24]
Процесс ускоряется в присутствии жидких металлов VIU группы, служащих катализаторами. Противоположный переход алмаза в графит термодинамически возможен при всех температурах. Термодинамически нестабильное вещество - алмаз - оказывается тем не менее кинетически чрезвычайно стабильным, и переход алмаза в графит наблюдается только при высоких температурах. Кристалл алмаза постепенно начинает темнеть с вершин и ребер, затем он весь покрывается черной коркой графита. При 2000 - 3000 С ( без доступа кислорода) фазовое превращение протекает чрезвычайно быстро. [25]
При обычных температурах графит стабилен. Очевидно, что алмаз, плотность которого ( 3 5) значительно больше плотности графита ( 2 25), должен образовываться при очень высоких давлениях. Если обе формы могут сосуществовать при обычных температурах, то это значит, что скорость перехода алмаза в графит практически равна нулю. Увеличивая температуру, можно было бы уничтожить это химическое трение и тогда переход стал бы осуществим. [26]
До максимума разные плоскости имеют разные скорости окисления: после прохождения максимума все плоскости окисляются с одинаковой скоростью. При температурах около 1300 К и выше алмаз покрывается в результате окисления углеродной пленкой. Авторы считают, что углеродная пленка появляется именно в результате окисления, а не за счет перехода алмаза в графит, так как для этого необходимы более высокие температуры. Когда алмаз не покрывается углеродной пленкой, энергия активации равна 55 ккал / моль. Если в результате окисления алмаза образуется пленка углерода, то наблюдаемая энергия активации падает сначала до 37 - 44 ккал / моль, а затем и до 23 ккал / моль. [27]
Изучение термодинамических свойств алмаза и графита показало, что при атмосферном давлении и при любых температурах графит является более устойчивой модификацией, чем алмаз, который, таким образом, в обычных условиях представляет собой неустойчивую форму углерода. Переход алмаза в устойчивый графит не происходит из-за ничтожной скорости такого процесса. При повышении температуры скорость перехода алмаза в графит увеличивается: при 1500 в среде нейтрального газа ( в присутствии кислорода алмаз сгорает с образованием СО2 при 870) начинается графитиза-ция алмаза - темнеют ребра и углы кристалла; при 1850 переход алмаза в графит происходит почти мгновенно. [28]
Изучение термодинамических свойств алмаза и графита показало, что при атмосферном давлении и при любых температурах графит является более устойчивой модификацией, чем алмаз, который, таким образом, в обычных условиях представляет собой неустойчивую форму углерода. Переход алмаза в устойчивый графит не происходит из-за ничтожной скорости такого процесса. При повышении температуры скорость перехода алмаза в графит увеличивается: при 1500 в среде нейтрального газа ( в присутствии кислорода алмаз сгорает с образованием СС2 при 870) начинается графитиза-ция алмаза - темнеют ребра и углы кристалла; при 1850 переход алмаза в графит происходит почти мгновенно. [29]
 |
Кристаллическая структура графита. [30] |
Страницы: 1 2 3