Большая энциклопедия нефти и газа
Аллотропией называют способность атомов одного элемента формировать разные типы простых веществ. Так образуются соединения, отличные друг от друга.
Аллотропные модификации являются стабильными. В условиях постоянного давления при определенной температуре эти вещества могут переходить одни в другие.
Аллотропные модификации могут образовываться из молекул, имеющих разное количество атомов. Например, элемент Кислород образует озон (О3) и собственно вещество кислород (О2).
Аллотропные модификации могут быть имеющими разное строение кристаллов. К таким соединениям можно отнести, например, алмаз и графит. Указанные вещества - аллотропные модификации углерода. Этот химический элемент может образовывать пять гексагональный и кубический алмаз, графит, карбин (в двух формах).
Гексагональный алмаз обнаружен в метеоритах и получен в лабораторных условиях при продолжительном нагревании под воздействием очень высокого давления.
Алмаз, как известно, является самым твердым из всех веществ, существующих в природе. Применяется он при бурении горных пород и резке стекла. Алмаз представляет собой бесцветное прозрачное которое обладает высокой светопреломляемостью. Кристаллы алмазов имеют кубическую гранецентрированную решетку. Половина атомов кристалла располагается в центрах граней и вершинах одного куба, а остальная половина атомов - в центрах граней и вершинах другого куба, который смещен относительно первого по направлению пространственной диагонали. Атомы формируют тетраэдрическую трехмерную сетку, в которой они имеют
Из всех простых веществ только в алмазе присутствует максимальное количество атомов, которые располагаются очень плотно. Поэтому соединение является очень прочным и твердым. Прочные связи в углеродных тетраэдрах обеспечивают высокую химическую стойкость. На алмаз может воздействовать только фтор или кислород при температуре восемьсот градусов.
Без доступа воздуха при сильном нагреве алмаз превращается в графит. Это вещество представлено кристаллами темно-серого имеет слабый металлический блеск. На ощупь вещество маслянистое. Графит устойчив к нагреванию, обладает сравнительно высокой тепло- и электропроводностью. Вещество применяют при изготовлении карандашей.
Карбин получают синтетическим путем. Это твердое вещество черного цвета со стеклянным блеском. Без доступа воздуха при нагревании карбин превращается в графит.
Существует еще одна форма углерода - аморфный неупорядоченную структуру получают при нагревании углеродосодержащих соединений. Большие залежи угля обнаруживаются в природных условиях. При этом вещество имеет несколько сортов. Уголь может быть представлен в виде сажи, костяного угля или кокса.
Как уже было указано, аллотропные модификации одного элемента характеризуются разной межатомной структурой. Кроме того, они наделены различными химическими и физическими свойствами.
Сера является еще одним элементом, способным к аллотропии. Это вещество применяется человеком с давних времен. Существуют разные аллотропные модификации серы. Наиболее популярной является ромбическая. Она представлена твердым веществом желтого цвета. Ромбическая сера не смачивается водой (плавает на поверхности). Это свойство применяется при добыче вещества. Ромбическая сера растворима в органических растворителях. Вещество обладает плохой электро- и теплопроводностью.
Кроме этого, существует пластическая и моноклинная сера. Первая представляет собой коричневую аморфную (похожую на резину) массу. Она образуется, если в холодную воду вылить расплавленную серу. Моноклинная представлена в виде темно-желтых игл. Под влиянием комнатной (или приближенной к ней) температуре обе эти модификации переходят в ромбическую серу.
Современные представления о механизме взаимодействия электромагнитного излучения и вещества не отвечают на такой, на первый взгляд, простой вопрос: почему, например, более слабые по энергетике радиоволны свободно проходят через лист бумаги, а световые волны нет? Почему тот же лист бумаги, пропитанный маслом, начинает пропускать свет?
Принятая в науке гипотеза переноса света в веществе сводит данный процесс к переизлучению электронами атомов и молекул прозрачной среды фотонов света, к движению зарядов и поля в веществе. Однако опыты С.И. Вавилова показали, что молекулы среды поглощают кванты света целиком и не обеспечивают их немедленного переизлучения. Да и сам процесс переизлучения в этом случае должен носить вероятност-
9-1212 ный характер, что противоречит наблюдениям. Поэтому данная гипотеза не в состоянии ответить на выше поставленные вопросы.
В рамках гипотезы эфирной природы света световая (эфирная) волна в среде распространяется в виде волны возмущения колебаний межатомного эфирного поля (МАЭП) этой среды. Прозрачность же вещества (среды) определяется его способностью пропускать световые волны без существенных искажений по частоте и амплитуде.
На прохождение световых волн в веществе должны оказывать влияние как структура расположения атомов относительно друг друга (форма решетки), так и строение электронных слоев атомов.
Рассмотрим влияние этих факторов на прохождение световых волн в прозрачной среде на примере алмаза и стекла.
Алмаз по своему химическому составу - углерод. Он имеет кристаллическую решетку октаэдрической формы, при которой расстояния между соседними атомами по всем граням одинаковы и имеют минимальную величину (а = 3,5595 А). Прозрачность алмаза резко меняется в зависимости от наличия или отсутствия в нем примесей азота. Для алмазов с примесями азота характерна низкая фотопроводимость. Они также поглощают излучения в инфракрасном (между 8-10 мкм) и в ультрафиолетовом (от 3300 А) диапазонах. Безазотные алмазы практически изотропны (физические свойства независимы от направления), имеют высокую фотопроводимость, не поглощают инфракрасные излучения и прозрачны для ультрафиолетовых (до 2200 А) излучений, обладают чрезвычайно высокой теплопроводностью.
Стекло - это твердое аморфное вещество, которое в зависимости от состава прозрачно в той или иной области оптического диапазона. Стекло получают при переохлаждении расплава, содержащего стеклообразующие компоненты (оксиды кремния, бора, алюминия, фосфора и др.) и оксиды металлов (лития, калия, магния, свинца и др.).
Основой стекла является молекула оксида кремния. Молекулярная спектроскопия показывает, что данная молекула имеет химическую формулу SiO4, т.е. между атомом кремния и атомом кислорода наблюдается одновалентная связь. Форма молекулы оксида кремния представляет собой тетраэдр. А так как атом кремния четырехвалентен, то каждый атом кислорода в молекуле SiO4 одновременно связан другой валентной связью с соседним атомом кремния, т.е. атомы кислорода равноценны (двусвяза- ны), так как принадлежат одновременно двум соседним тетраэдрам. Все связи между атомами Si-O имеют одинаковую длину (а = 1,60 А), и поэтому тетраэдры SiO4 имеет правильную конфигурацию. Они объединяются в двухмерные (слои) и трехмерные (пространственные) комплексы, которые имеют также правильную конфигурацию .
Прозрачными средами являются также такие жидкости, как вода, спирты, эфиры, растворители, растительные масла и др. Что же у них общего с алмазом и стеклом?
Формула молекулы воды - H2O, а между атомом кислорода и молекулой водорода существует вполне определенная связь (рис. 3.7.3). Ассоциация молекул воды при комнатной температуре составляет от 3 до 6. Молекулы спиртов, эфиров, растворителей,! растительных масел состоят из атомов углерода, водорода и кислорода и имеют определенную структуированную форму. Так, например, молекула этилового спирта CH3CH2OH, а ее структура приведена на рис. 4.7.1. Подобные структуры имеют молекулы эфиров, растворителей, масел и других органических соединений.
Для структуры любой прозрачной среды характерным является высокая плотность «упаковки» атомов (молекул) и одинаковые расстояния между ними по всем направлениям. У алмаза такую структуру среды обеспечивает октаэдрическая форма кристаллической решетки. У стеклообразующего оксида кремния расстояние, как между атомами, так и между молекулами, также одинаково и минимально. Такая форма расположения атомов (молекул) обеспечивает максимальную плотность их «упаковки» и одинаковое расстояние между ними по всем направлениям.
Молекулы жидкости (воды, спиртов и др.) можно представить в виде «клейких» шариков, заполняющих некоторый объем. Поэтому расстояние между молекулами жидкости также будут минимальны и одинаковы по всем направлениям, т.е. пространственное расположение молекул в жидкости такое же, как и молекул в стекле. Поэтому стело иногда называют «застывшей жидкостью». Отсюда следует, что одним из характерных свойств прозрачных сред является минимальное и одинаковое расстояние между атомами (молекулами), т.е. все они изотропны.
Зависимость фотопроводимости среды от структуры расположения атомов (кристаллической решетки) следует из следующего примера. Графит, как и алмаз, является углеродом, но в отличие от алмаза имеет кристаллическую решетку призматической формы, грани которой неодинаковы, т.е. расстояние между атомами в графите по каждому направлению разное. И такая структура расположение атомов углерода в графите делает его непрозрачным.
Рассмотрим возможный механизм воздействия структуры прозрачной среды и электронных слоев ее атомов на фотопроводимость.
Любая прозрачная среда должна оказывать некоторое сопротивление прохождению световой (эфирной) волны. Величина этого сопротивления определяется направлением, амплитудой и частотой колебаний эфитонов МАЭП, и, прежде всего, внешних электронных слоев атомов среды. Так как прозрачные среды изотропны, то в каждый момент времени направление колебаний эфитонов должно быть равновероятно для любого направления, т.е. в прозрачных средах не должно быть направленных колебаний эфитонов в МАЭП и внешних электронных слоев атомов. Частота колебаний эфитонов в МАЭП и во внешних электронных слоях определяется строением атомных оболочек. А так как расстояния между атомами прозрачной среды минимальны, то и амплитуда колебаний эфитонов также будет иметь минимальную величину. Прозрачные среды в том или ином сочетании в основном состоят из атомов углерода, кремния, кислорода и водорода.
Что имеется общего во внешних электронных слоях этих атомов? Конфигурация строения электронной оболочки атома углерода (6С12) имеет вид - 2s2/2p2, атома кремния (14Si28) - 3s2/3p2, атома кислорода (8016) - 2s2/2p4. У атома углерода во втором (внешнем) электронном слое в состоянии вир находятся по два электрона, и у атома кремния в третьем (внешнем) электронном слое также находятся в состоянии s и р по два электрона. У атома кислорода во втором (внешнем) электронном слое в состоянии s находятся два электрона, а в состоянии р четыре электрона. Из конфигурации строения электронных оболочек углерода, кремния и кислорода видно, что заполнение электронных слоев у них нормальное (без пропусков), а количество электронов всегда четно. У атома водорода всего один электрон, но число атомов водорода в молекуле прозрачной среды всегда четно, а значит и количество электронов тоже четно.
Атомная масса углерода равна 12, кислорода -16, а кремния - 28. Поэтому из-за большей массы частота колебаний ядра атома кремния будет ниже, чем частота колебаний ядер углерода и кислорода. Однако у углерода и кислорода внешним электронным слоем является второй слой, а у кремния - третий. А так как частота колебаний эфитонов в электронных слоях с удалением от ядра атома повышается, то частоты колебаний эфитонов во внешних электронных слоях атомов углерода, « кислорода и кремния, по-видимому, должны быть равны друг другу.
При падении световой волны на прозрачную среду происходит сложение гармонических колебаний этой волны с колебаниями эфитонов МАЭП среды. При этом обычно рассматриваются два предельных
случая: сложение колебаний одинакового направления и сложение взаимно перпендикулярных направлений. В нашем случае такой подход не может быть использован, ибо в каждой микрообласти МАЭП среды направления колебаний эфитонов изотропны. Поэтому интегральное воздействие колебаний МАЭП на световую волну должно быть минимальным (в идеальном случае равно нулю). Этому способствует и ориентация спинов электронов во внешних электронных слоях атомов прозрачной среды: так как число электронов всегда четно, то у каждой пары электронов спины ориентированы в противоположных направлениях, т.е. спин атома равен нулю. Поэтому они практически не оказывают влияние как на энергетику механических колебаний эфитонов МАЭП, так и на их ориентацию по электрической и магнитной составляющим.
Отсюда следует, что в прозрачных средах колебания эфитонов в межатомном эфирном поле и внешних электронных слоях атомов должны быть по направлению - изотропны, по амплитуде - минимальны, а по частоте равны друг другу.
Энергия механических колебаний эфитонов упругой световой волны значительно выше, чем энергия колебаний эфитонов МАЭП прозрачной среды (выше по частоте колебаний, больше по амплитуде, распространяется в одном направлении). Световая волна «вынуждает» эфитоны МАЭП совершать колебания с той же частотой, амплитудой и в том же направлении, что и колебания эфитонов падающей на прозрачную среду световой волны. Поэтому фотопроводимость прозрачной среды обратно пропорциональна затратам энергии световой волны на это преобразование.
Если лист бумаги пропитать маслом, то он начинает пропускать свет. Это явление объясняется тем, что молекулы масла заполняют все промежутки между нитями целлюлозы и тем самым образуют светопроницаемые каналы для прохождения световой волны. Различные примеси значительно ухудшают фотопроводимость прозрачной среды. Так, например, наличие примесей оксида азота (N2O5 - бесцветные кристаллы) в алмазе ухудшает его фотопроводимость, так как кристаллы оксида азота образуют микрообласти, в которых нарушаются свойства прозрачной среды.
Еще в первой половине XIX века было замечено, что даже окись азота (NO) оказывает существенное противодействие прохождению световых волн. По данному вопросу Дж. Тиндаль писал: “Через воздух, кислород, водород и азот волны эфира проходят не поглощаясь, и температура этих газов не повышается заметно, даже при употреблении самых сильных температурных лучей. В этом отношении окись азота достойна особого внимания, в ней химически соединены те самые
атомы, которые существуют не соединенными в воздухе; но способность поглощения сложного тела в 1860 раз превосходит способность поглощения воздуха» . 
В том же случае, когда на среду падает эфирная (электромагнитная) волна, энергия механических колебаний эфитонов которой меньше энергии колебаний эфитонов межатомного эфирного поля среды, то в результате сложения волн происходит амплитудная модуляция колебаний эфитонов межатомного эфирного поля (рис. 4.7.2) в направлении распространения падающей волны. После прохождения среды эфирная волна уже свободно распространяется в окружающем среду эфирном пространстве.
7. Гипнотизирующая бромноватая кислота
Ваш дилер уехал из города, и вы скучаете без своей ежедневной дозы ЛСД? Не беда. Все, что вам нужно – это два простых вещества и чашка Петри для того, чтобы своими руками создать не виртуальную, а реальную лавовую лампу. Шутка, а то сейчас набегут, закроют сайт…
Согласно науке, реакция Белоусова-Жаботинского – это «колебательная химическая реакция», в ходе которой «ионы металлов переходной группы катализируют окисление различных, обычно органических, восстановителей бромноватой кислотой в кислой водной среде», что позволяет «наблюдать невооруженным глазом образование сложных пространственно-временных структур». Это научное объяснение гипнотического явления, которое происходит, если бросить немного брома в кислотный раствор.
Кислота превращает бром в химическое вещество под названием бромид (который приобретает совершенно другой оттенок), в свою очередь, бромид быстро превращается обратно в бром, потому что научные эльфы, живущие внутри него – чересчур упрямые засранцы. Реакция повторяется снова и снова, позволяя вам бесконечно наблюдать за движением невероятных волнообразных структур.
6. Прозрачные химические вещества мгновенно становятся черными
Вопрос: что произойдет, если смешать сульфит натрия, лимонную кислоту и натрия йодид? Правильный ответ внизу:
Когда вы смешиваете вышеупомянутые ингредиенты в определенных пропорциях, в конечном счете получается капризная жидкость, которая поначалу имеет прозрачный цвет, а после резко становится черной. Этот эксперимент называется «Йодные часы». Попросту говоря, данная реакция происходит тогда, когда специфические компоненты соединяются таким образом, чтобы их концентрация постепенно менялась. Если она достигает определенного порога – жидкость приобретает черный цвет.
Но это еще не все. За счет изменения пропорции ингредиентов у вас есть возможность получить обратную реакцию:
Кроме того, при помощи различных веществ и формул (например, как вариант – реакция Бриггса-Раушера) вы можете создать шизофреническую смесь, которая постоянно будет менять свой цвет с желтого на голубой.
5. Создание плазмы в микроволновке
Вы хотите затеять с вашим другом что-нибудь интересное, но у вас нет доступа к куче непонятных химических веществ или элементарных знаний, необходимых для того, чтобы смешать их безопасно? Не отчаиваетесь! Все, что вам понадобится для проведения данного эксперимента – это виноград, нож, стакан и микроволновка. И так, возьмите виноградинку и разрежьте ее напополам. Один из кусочков снова разделите ножом на две части так, чтобы эти четвертинки остались связанными кожурой. Поместите их в микроволновку и накройте перевернутым стаканом, включите печь. Затем сделайте шаг назад и наблюдайте за тем, как инопланетяне похищают разрезанную ягодку.
На самом деле, то, что происходит на ваших глазах – это один из способов создания очень незначительного количества плазмы. Еще со школы вы знаете, что существует три состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное. Плазма, по сути, является четвертым типом и представляет собой ионизированный газ, полученный в результате перегревания обычного газа. Виноградный сок, оказывается, богат ионами, и поэтому является одним из самых лучших и доступных средств для проведения простых научных экспериментов.
Тем не менее, будьте осторожны, пытаясь создать плазму в микроволновке, поскольку озон, который образуется внутри стакана, в больших количествах может быть токсичным!
4. Ламинарное течение
Если вы смешаете кофе с молоком, у вас получится жидкость, которую вы вряд ли когда-нибудь снова сможете разделить на составные компоненты. И это касается всех веществ, находящихся в жидком состоянии, верно? Верно. Но есть такое понятие, как ламинарное течение. Чтобы увидеть это волшебство в действии, достаточно поместить несколько капель разноцветных красителей в прозрачный сосуд с кукурузным сиропом и аккуратно все перемешать…
… а затем снова перемешать в том же темпе, но только теперь в обратном направлении.
Ламинарное течение может происходить в любых условиях и с использованием различных типов жидкостей, однако в данном случае такое необычное явление обусловлено вязкими свойствами кукурузного сиропа, который при смешивании с красителями образует разноцветные слои. Так что, если вы так же аккуратно и не спеша выполните действие в обратном направлении, все вернется на прежние места. Похоже на путешествие во времени!
3. Зажигание потухшей свечи через дымный след
Этот трюк вы можете попытаться повторить в домашних условиях без риска взрыва гостиной или же всего дома. Зажгите свечу. Задуйте ее и сразу же поднесите огонь к дымному следу. Поздравляем: у вас получилось, теперь вы настоящий мастер огня.
Оказывается, между огнем и свечным воском существует некая любовь. И это чувство намного сильнее, чем вы думаете. Неважно, в каком состоянии находится воск – жидком, твердом, газообразном – огонь все равно его найдет, настигнет и сожжет ко всем чертям.
2. Кристаллы, которые светятся во время дробления
Перед вами химическое вещество под названием европий-тетракис, демонстрирующее эффект триболюминесценции. Впрочем, лучше раз увидеть, чем сто раз прочитать.
Данный эффект возникает при разрушении кристаллических тел благодаря преобразованию кинетической энергии непосредственно в свет.
Если вы хотите все это увидеть собственными глазами, но под рукой у вас нет европия-тетракиса, не беда: подойдет даже самый обычный сахар. Просто сядьте в темной комнате, положите в блендер несколько кубиков сахара и наслаждайтесь красотой фейерверка.
Еще в XVIII веке, когда многие люди думали, что научные явления вызывают призраки или ведьмы или призраки ведьм, ученые использовали этот эффект, чтобы подшутить над «простыми смертными», разжевывая в темноте сахар и смеясь над теми, кто бежал от них как от огня.
1. Адское чудовище, появляющееся из вулкана
Тиоцианат ртути (II) – на вид невинный белый порошок, но стоит его поджечь, как он тут же превращается в мифическое чудовище, готовое поглотить вас и весь мир целиком.
Ищите что-то связанное с химией? Быть может Ваш последний поисковый запрос был термоэтикетки купить и вы попали сюда, то и тут я помогу, по ссылке - то что Вы искали, а точнее печать и продажа термоэтикеток.
P.S. Меня зовут Александр. Это мой личный, независимый проект. Я очень рад, если Вам понравилась статья. Хотите помочь сайту? Просто посмотрите ниже рекламу, того что вы недавно искали.
Copyright сайт © - Данная новость принадлежит сайт, и являются интеллектуальной собственностью блога, охраняется законом об авторском праве и не может быть использована где-либо без активной ссылки на источник. Подробнее читать - "об Авторстве"
Вы это искали? Быть может это то, что Вы так давно не могли найти?
Сравнение законов распределения вероятностей
Советский поэт Асадов Эдуард Аркадьевич: личная жизнь, творчество
Лондон против всех Конфликт мирона и лсп