동종 요소는 둘 이상의 형태로 존재할 때 요소의 구별 가능한 형태입니다. 다른 형태는 유사한 화학 물질이지만 다른 물리적 특성을 가지고 있습니다. 탄소 요소에는 많은 동종 요소가 있습니다. 전자 구성은 2,4 (원자 번호 6)이기 때문입니다. 탄소는 가장 바깥 쪽 쉘에 4 개의 전자가 있기 때문에 다른 탄소 원자와 공유 결합을 형성하기 위해 전자를 공유하여 불활성 상태에 도달합니다. 동맥의 두 가지 유형의 탄소가 있습니다 :
- 결정질 할당 형태
- 비정질 할당 형태
결정질 할당 형태는 결정질 구조를 가지며, 비정질 할당 형태는 그렇지 않습니다.
결정질 동반 로프
탄소는 다음과 같은 결정질 동반 로프를 갖는다 :
다이아몬드
- 각 탄소 원자는 SP3 혼성화 상태에 있으며 4 개의 이웃 탄소 원자에 사면체로 연결됩니다.
- 이것은 단단하고 3 차원 구조입니다.
- 각 탄소 원자 사이의 결합 길이는 오후 154시입니다.
- 다이아몬드는 격자 전체의 방향 공유 결합으로 인해 지구상에서 가장 어려운 재료이며, 이는 깨지기가 어렵습니다.
- 융점이 높고 밀도가 높습니다.
- 각 원자가 전자는 인접 원자의 원자가 전자에 결합되므로 자유 전자가 없으므로 전기의 나쁜 도체입니다.
- 도구 선명도, 드릴링, 절단, 염료 제작 등에 사용됩니다.
흑연
- 이것은 각각의 탄소 원자가 3 개의 결합을 형성하고 sp2 하이브리드 화 된 육각형 고리로 구성된 층 구조를 가지고 있습니다.
- 매력의 약한 반 데르 발스 힘은 레이어를 함께 유지합니다.
- 3.40 Å의 거리는 흑연 층을 분리합니다.
- 결합 길이는 1.41 Å입니다.
- 각 탄소 원자가 3 개의 결합을 형성하여 네 번째 전자가 자유롭게 움직일 수 있기 때문에 열과 전기의 좋은 도체입니다.
- 층을 함께 유지하는 힘은 약하기 때문에 층이 서로 미끄러질 수 있습니다. 따라서 흑연은 기계에서 윤활제로 사용됩니다.
- 납 연필의 코어는 흑연으로 만들어집니다. 따라서 검은 리드라고도합니다.
Fullerenes
- 흑연이 불활성 가스의 존재하에 전기 아크로 가열되면 Fullerenes가 형성됩니다.
- 가열되면 C60 (Buckminsterfullerene), C70 Fullerene 및 기타 Fullerenes의 흔적으로 구성된 해당 재료가 형성됩니다.
- Buckminsterfullerene은 60 개의 탄소 원자가있는 볼 모양의 구조이며, 각각은 SP2 하이브리드 화됩니다.
- Buckminsterfullerene은 모서리 나 표면이없고 탄소 원자를 끌지 않기 때문에 가장 안정적인 동종입니다.
- Buckminsterfullerene은 단일 및 이중 채권으로 구성됩니다.
- Buckminsterfullerene은 Buckyball로도 알려져 있습니다.
- 탄소 나노 튜브
- 롤업 시트의 단일 층 탄소 원자로 구성됩니다.
- 분자는 원통형 구조를 가지고 있습니다.
- 그들은 단일 벽 또는 다중 벽 일 수 있습니다. 단일 벽 구조는 직경이 1 nm 미만인 반면, 다중 벽 구조의 직경은 100 nm 이상입니다.
- 그들은 sp2 혼성화 된 결합을 포함합니다.
- 그들은 실리콘으로 만든 트랜지스터, 태양 전지, 전선 등을 대체하는 데 사용될 수 있습니다.
비정질 allotropes
탄소는 다음과 같은 비정질 동종 트로프를 갖는다 :
- 콜라
- 이것은 칙칙한 검은 색을 가진 단단한 단단합니다.
- 파괴적인 증류에 의해 가져옵니다.
- 숯
- 목재가 제한된 공기 공급으로 가열 될 때 목재 숯이 생성됩니다.
- 설탕 숯 (가장 순수한 형태의 비정질 탄소)은 농축 H2SO4가 지팡이 설탕 또는 자당과 반응 할 때 생성됩니다.
- 동물 자당은 뼈의 파괴적인 증류에 의해 생성됩니다. 동물 자당의 또 다른 이름은 뼈 검은 색입니다.
- 활성화 된 숯은 1273k에서 숯을 가열하여 얻습니다.
- 카본 블랙
- 이것은 유한 공기 공급에서 탄소가 풍부한 탄화수소를 가열하여 얻습니다.
- 젖은 담요에 달라 붙는 탄화수소가 점화 될 때 그을음이 생성되었습니다. 담요가 마르면 그을음이 제거됩니다. 이 그을음은 Carbon Black 또는 Lamp Black으로 알려져 있습니다.
- 98-99 % 탄소로 구성되어 있습니다.
탄소 동반 로프의 사용
- 흑연은 원자로에서 전자의 속도를 줄이고 중재자로 사용됩니다.
- 플라스틱에 내장 된 흑연은 낚싯대, 테니스 라켓, 공예품 등에 사용됩니다. 강력하고 가벼운 재료를 형성하기 때문입니다.
- 흑연은 기계의 윤활제로 사용됩니다.
- 흑연은 산업 전기 분해에 사용됩니다.
- 활성 숯은 매우 다공성입니다. 따라서, 그것은 정화기, 마스크의 유해한 가스 및 공기 조건의 냄새에서 유기 오염 물질을 흡수하는 데 사용됩니다.
- 탄소 검은 색과 콜라는 감소 제로 사용됩니다.
- 다이아몬드는 보석을 만드는 데 사용됩니다.
결론
탄소의 동종은 유사한 화학적이지만 다른 물리적 특성을 갖는 다른 형태의 탄소이다. 탄소는 다른 탄소 원자와 결합하여 불활성 상태에 도달하는 가장 바깥 쪽 쉘에 4 개의 원자가 전자를 갖기 때문에 많은 동반 로프를 가지고 있습니다. 탄소의 동반자로 트로프의 두 가지 유형 - 결정질 동반 트로프와 비정질만큼이나.
결정 구조를 갖는 동반 로프는 결정질 동종 트롭이라고 불린다. 다이아몬드, 흑연, 풀러 렌스 및 탄소 나노 튜브는 일부 결정질 동반 로프입니다. 결정 구조가없는 동반 로프는 비정질 동종 호수라고합니다. 코크스, 숯 및 탄소 검은 색은 비정질 만화물의 일부 예입니다.
