AMORPHOUS CARBON: MGA URI, MGA KATANGIAN AT GAMIT - CHEMISTRY

Ang amorphous carbon ay anumang mga istruktura ng allotropic na puno ng mga depekto sa carbon molekular at iregularidad. Ang salitang allotrope ay tumutukoy sa isang solong elemento ng kemikal, tulad ng carbon atom, na bumubuo ng iba't ibang mga istrukturang molekular; ilang mala-kristal, at iba pa, tulad ng sa kasong ito, amorphous.

Kulang ang carbon ng carbon na may mahabang haba na istraktura ng mala-kristal na nagpapakilala sa brilyante at grapayt. Nangangahulugan ito na ang pattern ng istruktura ay nananatiling bahagyang pare-pareho kapag tinitingnan ang mga rehiyon ng solid na malapit sa bawat isa; at kapag sila ay malayo, ang kanilang mga pagkakaiba ay nagiging maliwanag.

Nagniningas ng uling. Pinagmulan: Pixabay

Ang mga pisikal at kemikal na katangian o katangian ng amorphous carbon ay naiiba din sa mga grapayt at brilyante. Halimbawa, mayroong sikat na uling, isang produkto ng pagkasunog ng kahoy (tuktok na imahe). Hindi ito lubricating, at hindi rin ito makintab.

Mayroong ilang mga uri ng amorphous carbon sa kalikasan at ang mga varieties ay maaari ring makuha synthetically. Kabilang sa iba't ibang mga anyo ng amorphous carbon ay carbon black, activated carbon, soot, at charcoal.

Ang ammphous carbon ay may mahalagang paggamit sa industriya ng power generation, pati na rin sa industriya ng hinabi at kalusugan.

Mga uri ng amorphous carbon

Mayroong ilang mga pamantayan upang maiuri ang mga ito, tulad ng kanilang pinagmulan, komposisyon at istraktura. Ang huli ay nakasalalay sa relasyon sa pagitan ng mga carbon na may sp ² at sp ³ hybridizations ; iyon ay, ang mga tumutukoy sa isang eroplano o isang tetrahedron, ayon sa pagkakabanggit. Samakatuwid, ang inorganic (mineralogical) matrix ng mga solido na ito ay maaaring maging napaka kumplikado.

Ayon sa pinagmulan nito

Mayroong amorphous carbon ng natural na pinagmulan, sapagkat ito ay produkto ng oksihenasyon at mga form ng agnas ng mga organikong compound. Ang ganitong uri ng carbon ay may kasamang soot, karbon, at carbon na nagmula sa mga karbida.

Ang sintetikong carbon amorphous ay ginawa ng mga cathodic arc deposition technique, at sputtering. Synthetically, tulad ng brilyante na amorphous carbon coatings o amorphous carbon films ay ginawa rin.

Istraktura

Ang Amorphous carbon ay maaari ding maipangkat sa tatlong malalaking uri depende sa proporsyon ng sp ² o sp ^{3 na mga} bono . Mayroong amorphous carbon, na kabilang sa tinatawag na elemental na amorphous carbon (aC), ang hydrogenated amorphous carbon (aC: H), at ang tetrahedral amorphous carbon (ta-C).

Elemental amorphous carbon

Kadalasang dinaglat ng BC o BC, kasama nito ang aktibong carbon at carbon black. Ang mga uri ng pangkat na ito ay nakuha sa pamamagitan ng hindi kumpletong pagkasunog ng mga sangkap ng hayop at gulay; iyon ay, nasusunog sila ng isang stoichiometric deficit ng oxygen.

Nagpakita sila ng isang mas mataas na proporsyon ng mga sp ² bono sa kanilang istraktura o samahan ng molekular. Maaari silang maiisip bilang isang serye ng mga naka-pangkat na eroplano, na may iba't ibang mga orientation sa espasyo, isang produkto ng tetrahedral carbons na nagtatag ng heterogeneity sa kabuuan.

Mula sa kanila, ang mga nanocomposite ay na-synthesize ng mga elektronikong aplikasyon at pagpapaunlad ng materyal.

Hydrogenated amorphous carbon

Naiikling bilang BC: H o HAC. Kasama dito ang soot, usok, kinuha na karbon tulad ng aspalto, at aspalto. Ang soot ay madaling makilala kung may sunog sa isang bundok na malapit sa isang lungsod o bayan, kung saan ito ay sinusunod sa mga air currents na nagdadala nito sa anyo ng marupok na itim na dahon.

Tulad ng iminumungkahi ng pangalan nito, naglalaman ito ng hydrogen, ngunit covalently na naka-link sa mga carbon atoms, at hindi sa uri ng molekular (H ₂ ). Iyon ay, mayroong mga bono ng CH. Kung ang isa sa mga bono na ito ay pinakawalan hydrogen, ito ay magiging isang orbital na may isang hindi bayad na elektron. Kung ang dalawa sa mga hindi bayad na elektron na ito ay napakalapit sa bawat isa, makikipag-ugnay sila, na nagiging sanhi ng tinatawag na nakalawit na bono.

Sa ganitong uri ng hydrogenated na amorphous carbon, pelikula o coatings ng mas mababang katigasan ay nakuha kaysa sa ginawa sa ta-C.

Tetrahedral amorphous carbon

Naiikli bilang ta-C, na tinatawag ding carbon-like carbon. Naglalaman ito ng isang mataas na proporsyon ng mga sp ^{3 na na-} hybrid na bono .

Ang mga pelikulang Amorphous carbon o coatings na may isang amorphous na istruktura ng tetrahedral ay kabilang sa pag-uuri na ito. Kulang sila ng hydrogen, may mataas na tigas, at marami sa kanilang mga pisikal na katangian ay katulad ng mga diyamante.

Molekular, binubuo ito ng mga tetrahedral carbons na hindi nagpapakita ng isang mahabang hanay ng istruktura ng istruktura; samantalang sa brilyante, ang pagkakasunud-sunod ay nananatiling pare-pareho sa iba't ibang mga rehiyon ng kristal. Ang ta-C ay maaaring magpakita ng isang tiyak na pagkakasunud-sunod o pattern na katangian ng isang kristal, ngunit sa maikling hanay lamang.

Komposisyon

Ang karbon ay isinaayos bilang mga layer ng itim na bato, na naglalaman ng iba pang mga elemento tulad ng asupre, hydrogen, nitrogen at oxygen. Mula dito ang mga amorphous carbons ay lumabas dahil tulad ng karbon, pit, anthracite at lignite. Ang Anthracite ay ang may pinakamataas na komposisyon ng carbon sa kanilang lahat.

Ari-arian

Ang tunay na amorphous carbon ay naisalokal π bono na may mga lihis sa interatomic spacing at pagkakaiba-iba sa anggulo ng bono. Mayroon itong sp ² at sp ^{3 na na-} hybrid na bono na ang ugnayan ay nag-iiba ayon sa uri ng amorphous carbon.

Ang mga pisikal at kemikal na katangian nito ay nauugnay sa molekular na samahan nito at ang microstructure nito.

Sa pangkalahatan, mayroon itong mga katangian ng mataas na katatagan at mataas na mekanikal na katigasan, paglaban sa init at paglaban na isusuot. Bukod dito, ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na optical transparency, mababang koepisyent ng friction, at paglaban sa iba't ibang mga ahente ng kinakain.

Ang ammphous carbon ay sensitibo sa mga epekto ng pag-iilaw, ay may mataas na electrochemical katatagan at elektrikal na kondaktibiti, bukod sa iba pang mga pag-aari.

Aplikasyon

Ang bawat isa sa iba't ibang mga uri ng amorphous carbon ay may sariling mga katangian o katangian, at napaka partikular na paggamit.

Mga uling

Ang karbon ay isang gasolina ng fossil, at samakatuwid ito ay isang mahalagang mapagkukunan ng enerhiya, na ginagamit din upang makabuo ng koryente. Ang epekto ng kapaligiran ng industriya ng pagmimina ng karbon at ang paggamit nito sa mga power plant ay mainit na pinagtatalunan ngayon.

Ang aktibong carbon

Ito ay kapaki-pakinabang para sa pumipili pagsipsip o pagsasala ng mga kontaminado mula sa pag-inom ng tubig, pag-decolorize ng mga solusyon, at maaari ring sumipsip ng mga gas na asupre.

Itim ang carbon

Ang black carbon ay malawakang ginagamit sa paggawa ng mga pigment, pag-print inks, at iba't ibang mga pintura. Ang carbon na ito ay karaniwang nagpapabuti sa lakas at paglaban ng mga item ng goma.

Bilang isang tagapuno sa mga rims o gulong, pinatataas nito ang kanilang resistensya na magsuot, at pinoprotektahan ang mga materyales mula sa marawal na dulot ng sikat ng araw.

Amorphous Carbon Films

Ang teknolohikal na paggamit ng mga amorphous carbon films o coatings sa mga varieties ng mga flat panel na nagpapakita at microelectronics ay lumalaki. Ang proporsyon ng mga bono ng sp ² at sp ^{3 ay} nangangahulugan na ang mga pelikulang amorphous carbon ay may optical at mechanical katangian ng variable density at tigas.

Gayundin, ginagamit ang mga ito sa mga anti-reflective coatings, sa mga coatings para sa proteksyon ng radiological, bukod sa iba pang mga gamit.

Mga Sanggunian

Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon). Mc Graw Hill.
Wikipedia. (2018). Mga malalaking karbon. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
Kouchi A. (2014) Amorphous Carbon. Sa: Amils R. et al. (eds) Encyclopedia ng Astrobiology. Springer, Berlin, Heidelberg.
Yami. (Mayo 21, 2012). Mga allotropic form ng carbon. Nabawi mula sa: quimicaorganica-mky-yamile.blogspot.com
Direktang Science. (2019). Amorphous carbon. Nabawi mula sa: sciencedirect.com
Rubio-Roy, M., Corbella, C. at Bertran, E. (2011). Mga Katangian ng Tribolusyon ng Fluorinated Amorphous Carbon Thin Films. Nabawi mula sa: researchgate.net

AMORPHOUS CARBON: MGA URI, MGA KATANGIAN AT GAMIT - CHEMISTRY - 2025