Odmiany alotropowe

Odmiany alotropowe

węgla

węgla

Alotropia

Alotropia



Węgiel występuje w trzech odmianach

Węgiel występuje w trzech odmianach

alotropowych:  grafitu, diamentu i fullerenów.

alotropowych:  grafitu, diamentu i fullerenów.

Zjawisko to polega na występowaniu tego

Zjawisko to polega na występowaniu tego

samego pierwiastka chemicznego w dwóch, lub

samego pierwiastka chemicznego w dwóch, lub

większej ilości form krystalicznych (Np. węgiel w

większej ilości form krystalicznych (Np. węgiel w

formie grafitu, diamentu, fullerenów) albo

formie grafitu, diamentu, fullerenów) albo

cząsteczkowych (tlen O2 i ozon O3), nazywane są

cząsteczkowych (tlen O2 i ozon O3), nazywane są

odmianami alotropowymi.

odmianami alotropowymi.

Jedną z odmian jest znany nam

Jedną z odmian jest znany nam

wszystkim

wszystkim

diament

diament



Diamenty są najcenniejszymi i

Diamenty są najcenniejszymi i

najtwardszymi kamieniami

najtwardszymi kamieniami

szlachetnymi. Znane są od

szlachetnymi. Znane są od

starożytności 

starożytności 

Struktura

Struktura



Struktura diamentu jest

Struktura diamentu jest

uporządkowana. Jego sieć

uporządkowana. Jego sieć

krystaliczną tworzy  atom węgla

krystaliczną tworzy  atom węgla

łączący się z czterema innymi

łączący się z czterema innymi

atomami węgla (węgiel jest

atomami węgla (węgiel jest

pierwiastkiem czterowartościowym).

pierwiastkiem czterowartościowym).

Zastosowanie

Zastosowanie



w jubilerstwie, w postaci kamieni

w jubilerstwie, w postaci kamieni

szlachetnych

szlachetnych



noże do skrawania metali, cięcia

noże do skrawania metali, cięcia

szkła, do łożysk

szkła, do łożysk



do zakończeń wierteł geologiczny

do zakończeń wierteł geologiczny



do narzędzi chirurgicznych

do narzędzi chirurgicznych



w laserach o dużej mocy

w laserach o dużej mocy

półprzewodnikowych oraz głowicach

półprzewodnikowych oraz głowicach

Ciekawostki

Ciekawostki

Najcenniejszymi diamentami znajdującymi

Najcenniejszymi diamentami znajdującymi

się w Polsce są:

się w Polsce są:



czarny diament o dużych rozmiarach

czarny diament o dużych rozmiarach

znajdujący się  w złotej puszce św.

znajdujący się  w złotej puszce św.

Stanisława w skarbcu katedry na Wawelu

Stanisława w skarbcu katedry na Wawelu



bezbarwny diament 10 - karatowy w koronie

bezbarwny diament 10 - karatowy w koronie

Jana Kazimierza w skarbcu na Jasnej Górze

Jana Kazimierza w skarbcu na Jasnej Górze

Kolejną odmianą węgla jest

Kolejną odmianą węgla jest

popularny

popularny

grafit

grafit



W średniowieczu używano grafitu do

W średniowieczu używano grafitu do

pisania i wyrobu tygli alchemicznych.

pisania i wyrobu tygli alchemicznych.

K. Scheele odkrył, że jest on odmianą

K. Scheele odkrył, że jest on odmianą

węgla w 1779 r.

węgla w 1779 r.

Struktura

Struktura



Budowa grafitu nie należy do zbyt

Budowa grafitu nie należy do zbyt

skomplikowanych. Sieć złożona jest z

skomplikowanych. Sieć złożona jest z

płaskich warstw ułożonych jedna na

płaskich warstw ułożonych jedna na

drugą. Każda z nich posiada formę

drugą. Każda z nich posiada formę

plastra miodu

plastra miodu

Zastosowanie

Zastosowanie



materiały ogniotrwałe

materiały ogniotrwałe



smary, wypełnienia

smary, wypełnienia



baterie

baterie



farby stosowane przeciw korozyjnie

farby stosowane przeciw korozyjnie



materiały wybuchowe

materiały wybuchowe



tworzą rdzeń w ołówku

tworzą rdzeń w ołówku

Ciekawostki

Ciekawostki

Według legendy pewnego razu

Według legendy pewnego razu

przeraźliwa burza poprzewracała

przeraźliwa burza poprzewracała

olbrzymie drzewa, odsłaniając

olbrzymie drzewa, odsłaniając

pokłady substancji o czarnej barwie,

pokłady substancji o czarnej barwie,

której pokłady znajdowały się pod

której pokłady znajdowały się pod

korzeniami. Swoim wyglądem

korzeniami. Swoim wyglądem

przypominała ona węgiel, ale nie była

przypominała ona węgiel, ale nie była

palna. Pasterze używali grafitu do

palna. Pasterze używali grafitu do

znakowania owiec.

znakowania owiec.

Następna odmiana to

Następna odmiana to

fullereny

fullereny



Stanowi odmianę alotropową węgla

Stanowi odmianę alotropową węgla

najpóźniej odkrytą, bo w 1985 przez

najpóźniej odkrytą, bo w 1985 przez

Roberta Curla, Richarda Smalleya

Roberta Curla, Richarda Smalleya

oraz Herolda Kroto.

oraz Herolda Kroto.

Struktura

Struktura



Fullereny tworzą cząsteczki węgla,

Fullereny tworzą cząsteczki węgla,

które zawierają od paru dziesięciu do

które zawierają od paru dziesięciu do

paruset atomów węgla.

paruset atomów węgla.

Najtrwalszymi odmianami są: C32,

Najtrwalszymi odmianami są: C32,

C44, C50, C58, C60, C70, C540,

C44, C50, C58, C60, C70, C540,

C960). Tworzą one pierścienie pięcio i

C960). Tworzą one pierścienie pięcio i

sześcioatomowe, mające kształt 

sześcioatomowe, mające kształt 

kopuł geodezyjnych.

kopuł geodezyjnych.

Fullereny dzielimy na:

Fullereny dzielimy na:



Fullereny egzohedralne - takie, do

Fullereny egzohedralne - takie, do

których są przyłączone obce atomy

których są przyłączone obce atomy

od zewnątrz

od zewnątrz



Fullereny endohedralne - takie, w

Fullereny endohedralne - takie, w

których obcy atom znajduje się

których obcy atom znajduje się

wewnątrz

wewnątrz



Heterofullereny - takie, w których

Heterofullereny - takie, w których

obce atomy podstawiły atomy węgla

obce atomy podstawiły atomy węgla

(częściowo lub całkowicie)

(częściowo lub całkowicie)

Zastosowanie

Zastosowanie



przy sklerozie, chorobie Parkinsona

przy sklerozie, chorobie Parkinsona



w stabilizatorach paliw samolotowych

w stabilizatorach paliw samolotowych



szerokie zastosowanie w medycynie

szerokie zastosowanie w medycynie

Ciekawostki

Ciekawostki

Fullereny najprawdopodobniej są

Fullereny najprawdopodobniej są

pochodzenia pozaziemskiego z uwagi

pochodzenia pozaziemskiego z uwagi

na odkryte we wnętrzu cząsteczki

na odkryte we wnętrzu cząsteczki

gazy szlachetne mające

gazy szlachetne mające

niekonwencjonalny stosunek

niekonwencjonalny stosunek

izotopów. Substancje te  odnaleziono 

izotopów. Substancje te  odnaleziono 

w nieznacznych ilościach w warstwie

w nieznacznych ilościach w warstwie

gliny obfitej w sadzę w  Nowej

gliny obfitej w sadzę w  Nowej

Zelandii.

Zelandii.

Koniec

Koniec

Paweł Jarzyniewski

Paweł Jarzyniewski

kl. IIb

kl. IIb