Carbonio amorfo cosa sono, tipi, proprietà, usi

Cos'è il carbonio amorfo?

Lui Carbonio amorfo È tutto quel carbonio allotropico con strutture piene di difetti molecolari e irregolarità. Il termine alotropico si riferisce a un singolo elemento chimico, come l'atomo di carbonio, forma diverse strutture molecolari; alcuni cristallini e altri, come in questo caso, amorfo.

Il carbonio amorfo manca della struttura cristallina a lungo raggio che caratterizza diamante e grafite. Ciò significa che il modello strutturale rimane leggermente costante se le regioni del solido vengono visualizzate molto vicine all'altra; E quando sono distanti, le loro differenze diventano evidenti.

Le caratteristiche fisiche e chimiche o le proprietà del carbonio amorfo sono anche diverse da quelle di grafite e diamante. Ad esempio, hai il famoso carbone vegetale, prodotto della combustione in legno. Questo non è lubrificante e non è nemmeno geniale.

Esistono diversi tipi di carbonio amorfo in natura e queste varietà possono anche essere ottenute in modo sintetico. Tra le varie forme di carbonio amorfo c'è il nero di carbonio, carbone attivo, fuliggine e carbone vegetale.

Il carbonio amorfo ha usi importanti nell'industria della generazione di energia, nonché nelle industrie tessili e sanitarie.

Tipi di carbonio amorfo

Esistono diversi criteri per classificarli, come la loro origine, composizione e struttura. Quest'ultimo dipende dalla relazione tra carboni con ibridazioni SP² e sp³; Cioè, coloro che definiscono un piano o un tetraedro, rispettivamente. Pertanto, la matrice inorganica (mineralogica) di questi solidi può diventare molto complessa.

Secondo la sua origine

C'è carbonio amorfo di origine naturale, perché è il prodotto di ossidazione e forme di decomposizione dei composti organici. Tra questo tipo di carbonio ci sono fuliggine, carbone e carbonio derivati ​​da carburi.

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Il carbonio amorfo sintetico è prodotto dalle tecniche di deposizione dell'arco catodico e spray catodico. Sinteticamente sono anche fabbricati rivestimenti di carbonio amorfo o film di carbonio amorfo.

Struttura

Il carbonio amorfo può anche essere raggruppato in tre grandi tipi a seconda della proporzione di collegamenti SP² o sp³ presente. C'è carbonio amorfo, che appartiene al cosiddetto carbonio amorfo elementare (AC), carbonio amorfo idrogeno (AC: H) e carbonio amorfo tetraedrico (TA-C).

Carbonio amorfo elementare

Spesso abbreviato come AC o A-C, include carbonio attivo e nero. Le varietà di questo gruppo sono ottenute mediante combustione incompleta di sostanze animali e vegetali; Cioè, bruciano con un deficit di ossigeno stechiometrico.

Presentano una percentuale più elevata di collegamenti SP² Nella sua struttura o organizzazione molecolare. Possono immaginare come una serie di piani raggruppati, con diversi orientamenti nello spazio, prodotto di carboni tetraedrici che stabiliscono l'eterogeneità nel complesso.

Da loro sono stati sintetizzati nanocompositi con applicazioni elettroniche e sviluppo del materiale.

Carbonio amorfo idrogenato

Abbreviato come ac: h o do. Tra questi c'è la fuliggine, il fumo, il carbone estratto come bitume e asfalto. La fuliggine è facilmente distinguibile quando c'è un incendio in una montagna che circonda una città o città, dove si osserva nelle correnti d'aria che la trascinano sotto forma di foglie nere nere nere.

Come suggerisce il nome, contiene idrogeno, ma collegato in modo covalente agli atomi di carbonio e non al tipo molecolare (H₂). Cioè, ci sono collegamenti C-H. Se uno di questi legami emana idrogeno, ci sarà un orbitale con un elettrone scomparso. Se due di questi elettroni mancanti sono molto vicini l'uno all'altro, interagiranno causando i legami sospesi così chiamati (legame di pericolo, in inglese).

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Con questo tipo di carbonio amorfo idrogeno, si ottengono film o rivestimenti di durezza inferiore rispetto a quelli realizzati con il ta-C.

Carbonio amorfo tetraedrico

Abbreviato come ta-C, chiamato anche carbone simile al diamante. Contiene un'alta percentuale di legami ibridi SP³.

Questa classificazione appartiene a film o rivestimenti di carbonio amorfo, con struttura tetraedrica amorfa. Mancano l'idrogeno, hanno un'elevata durezza e molte delle loro proprietà fisiche sono simili a quelle del diamante.

Molecularly è costituito da carboni tetraedrici che non presentano un modello strutturale a lungo raggio; Mentre nel diamante, l'ordine rimane costante in diverse regioni del vetro. Ta-C può presentare un certo ordine o un modello caratteristico a un cristallo, ma solo a corto raggio.

Composizione

Il carbone è organizzato come strati di roccia nera, contenente altri elementi come zolfo, idrogeno, azoto e ossigeno. Da qui si presentano carboni amorfi come il cazzo, la torba, l'antracite e la lignite. L'antracite è da tutti quelli che ha la più alta composizione del carbonio.

Proprietà

Il vero carbonio amorfo ha collegamenti π situati con deviazioni nella spaziatura interatomica e nella variazione nell'angolo di collegamento. Avere collegamenti SP Hybry² e sp³ la cui relazione varia in base al tipo di carbonio amorfo.

Le sue proprietà fisiche e chimiche sono correlate alla loro organizzazione molecolare e alla sua microstruttura.

In generale, presenta proprietà di elevata stabilità e alta durezza meccanica, resistenza al calore e resistenza all'usura. Inoltre, è caratterizzato perché ha un'elevata trasparenza ottica, in base al coefficiente di attrito e resistenza a diversi agenti corrosivi.

Il carbonio amorfo è sensibile agli effetti dell'irradiazione, ha un'elevata stabilità elettrochimica e conducibilità elettrica, tra le altre proprietà.

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Applicazioni

Ciascuno dei diversi tipi di carbonio amorfo ha le sue caratteristiche o proprietà e usi molto particolari.

Carbone

Il carbone è un combustibile fossile, e quindi è un'importante fonte di energia, che viene anche utilizzata per generare elettricità. L'impatto ambientale dell'industria mineraria del carbone e il suo utilizzo nelle centrali elettriche sono molto discussi oggi.

Carbonia attivata

È utile eseguire assorbimento o filtrazione selettiva di contaminanti di acqua potabile, soluzioni scolorite e può persino assorbire gas di zolfo.

Il carbone nero

Il carbone nero è ampiamente utilizzato nell'elaborazione di pigmenti, inchiostri di stampa e varietà di dipinti. Questo carbonio migliora in generale la resistenza e la resistenza degli articoli realizzati con gomma.

Poiché il riempimento su pneumatici o pneumatici aumenta la sua resistenza all'usura e protegge i materiali di degradazione causati dalla luce solare.

Film di carbone amorfo

L'uso tecnologico di film o rivestimenti di carbonio amorfo in varietà di dispositivi a schermo piatto e microelettronico sta aumentando. La proporzione di collegamenti SP² e sp³ Rende i film di carbonio amorfo hanno proprietà ottiche e meccaniche di densità e durezza.

Sono anche usati in rivestimenti antireflette, tra la protezione radiologica, tra gli altri usi.

Riferimenti

1. Carbone amorfo. Recuperato da: in.Wikipedia.org
2. Carbonio amorfo. Estratto da: ScienceDirect.com