Odmiany alotropowe węgla

Paweł Kwiatkowski 3b

Alotropia jest zjawiskiem polegającym na występowaniu dwóch lub więcej odmian tego samego pierwiastka, różniących się

właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Odmiany te mogą posiadać różną budowę krystaliczną (węgiel i diament), albo różne ilości atomów w cząsteczce (np. ozon O3 i

tlen O2). Węgiel tworzy trzy odmiany alotropowe. Są to grafit, diament i fullereny.

Poza węglem odmiany alotropowe mają również m.in. fosfor, antymon, selen i

siarka.

Grafit jest alotropową odmiana węgla o barwie czarno-szarej i metalicznym połysku. Jest bardzo

miękki, łupliwy i nierozpuszczalny w wodzie.Posiada doskonałe właściwości smarne, jest odporny na czynniki chemiczne i termiczne.

Ponadto grafit i wyroby grafitowe charakteryzują się obojętnością chemiczną, łatwością

składowania, utylizacji, brakiem negatywnego wpływu na środowisko. Dzięki tym cechom, zyskał on miano materiału nowoczesnego i

ekologicznego.

Grafit ze względu na dobre przewodnictwo elektryczne używa się go do wyrobu elektrod dla przemysłu

elektrochemicznego i elektrometalurgicznego. Bywa wykorzystywany jako smar do mechanizmów pracujących w

podwyższonych temperaturach. Grafit może być także moderatorem

w reaktorach jądrowych.

Diament w stanie czystym tworzy bezbarwne przezroczyste kryształy o strukturze regularnej, bardzo twarde (10 w skali Mohsa), silnie łamiące

światło, nie przewodzące prądu elektrycznego. Ich gęstość to 3,5 g/ cm3. Zanieczyszczenia diamentu

powodują, że przybiera on różne barwy. W zależności od ilości i rodzaju tych zanieczyszczeń

kryształy diamentu mogą być zabarwione na czerwono, żółto, niebiesko lub brunatno. Spotykane

są także czarne diamenty (karbonado)

Diament znalazł zastosowanie w jubilerstwie, w wiertnictwie, w

produkcji materiałów ściernych, i narzędzi tnących. Oszlifowane diamenty, zwane brylantami, uważane są za najpiękniejsze kamienie szlachetne. Okazy

diamentów nadające się do celów jubilerskich spotyka się jednak bardzo

rzadko, a przeważająca część diamentów wykorzystywana jest w

celach technicznych.

Fullereny to odmiana alotropowa węgla, która występuje w przyrodzie w niewielkich ilościach w sadzy węglowej oraz w przestrzeni kosmicznej w

otoczeniu wygasłych gwiazd. Do najbardziej trwałych fullerenów zaliczamy: C32, C44, C50, C58, C60,

C70, C240, C540 i C960. Nazwa fullereny pochodzi od nazwiska amerykańskiego konstruktora Richarda Buckminstera Fullera. Fullereny otrzymuje się w

wyniku odparowania grafitu w próżni.Fullereny nie rozpuszczają się w wodzie, natomiast

ulegają rozpuszczeniu w rozpuszczalnikach organicznych.

Prawdopodobnie fullereny oraz ich związki metaliczne będą

wykorzystywane jako półprzewodniki, przewodniki, nadprzewodniki, farmaceutyki, smary i włókna

sztuczne.