Vikipeedia

Süsinik: erinevus redaktsioonide vahel

Sirvi ajalugu interaktiivselt
← Vanem muudatusUuem muudatus →
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
VisuaalneVikitekst
On siiski
P pisitoimetamine
1. rida:
{{ToimetaAeg|kuu=juuli|aasta=2009}}
{{KeemElem|6|Süsinik|C|12,01115|keMittemetall|2|4|||||}}
[[Pilt:Eight Allotropes of Carbon.png|300px|thumb|rightpisi|Süsiniku 8 [[allotroopia|allotroopi]]:
a) [[teemant]],
b) [[grafiit]],
9. rida:
f) C<sub>70</sub>,
g) amorfne süsinik ja
h) [[süsiniknanotoru]].]]
'''Süsinik''' (keemiline tähis '''C''') on [[mittemetall]]iline [[keemiline element]] [[järjenumber|järjenumbriga]] 6. Ta asub [[keemiliste elementide perioodilisussüsteem|perioodilisustabeli]] IV A rühmas.
 
24. rida:
== Süsinikuühendid ==
=== Allotroobid ===
[[Pilt:Diamond Cubic-F lattice animation.gif|pisi|leftvasakul|Teemandi kristallvõre]]
=== Teemant ===
Süsiniku allotroop [[teemant]] on tuntud kui kõige [[kõvadus|kõvem]] looduslik materjal. Heade mehaaniliste omaduste tõttu kasutatakse teda palju tööstuses. Põhjus, miks teemant nii kõva on, seisneb tema võrestruktuuris. Vastavalt valentssidemete teooriale toimub teemandis 2s- ja 2p-orbitaalide segunemine (hübridisatsioon), mille tulemusena moodustavad üks s- ja kolm p-orbitaali neli ekvivalentset sp3-hübriidset orbitaali, mis osutavad tetraeedri eri nurkadesse. Need tetraeedri nurgad on ühtlasi [[kuup|kuubi]] vastavad nurgad. Nii tekkinud kolmedimensionaalne võre on väga jäik. Sideme pikkus teemandi sp3-orbitaalidega süsinike vahel on 1,56 [[ongström|Å]] <ref name="EWNmH" />.
 
==== Grafiit ====
[[Pilt:Graphit gitter.png|pisi|Grafiit]]
[[Grafiit|Grafiidis]] on sp2-hübriidsed orbitaalid, mis moodustavad σ-sidemeid. Sellega on iga aatom võrdselt seotud kolme teise süsinikuga. Nende sidemete vahel on xy-tasandil ±120° nurk ja z-telje sihis eksisteerib nõrk π-side. C-C sp2-orbitaali sideme pikkus on 1,42 Å. Kuusnurkne sp2-orbitaalidest sidemete struktuur moodustab tüüpilise grafiidi võre. Pz-orbitaal moodustab nõrga [[Van der Waalsi jõud|van der Waalsi sideme]]. Kaugus süsiniku kihtide vahel grafiidis on keskmiselt 3,35 Å. Pz-orbitaali elektronid liiguvad vabalt [[elektronpilv]]es ja ei kuulu ühelegi kindlale aatomile (nad on delokaliseeritud). Selle tõttu juhib grafiit [[elekter|elektrit]]. Teemant seevastu käitub [[isolaator]]ina, sest kõik valentselektronid on lokaliseeritud sp3-orbitaalis. Grafiiti kasutatakse [[elektrood]]ides, [[adsorbent|adsorbendina]], [[pliiats]]i<nowiki/>südamikesisüdamikes jne. <ref name="EWNmH" />
 
[[Pilt:Amorphous Carbon.png|pisi|leftvasakul|Amorfne süsinik]]
==== Amorfne süsinik ====
Amorfne süsinik on süsiniku allotroop, millel puudub kaugeleulatuv korrapärane kristalne struktuur. Lokaalne korrapära võib eksisteerida, kuid selles esineb kõrvalekaldeid aatomitevahelistes kaugustes ja/või sidemete nurkades (võrreldes grafiidi või teemandi võrega)<ref name="Ua0cL" />. Amorfset süsinikku saadakse peamiselt kolmel viisil: [[keemiline sadestamine aurufaasist|keemilisel aurustus-sadestus meetodil (CVD)]], [[orgaaniliste ühendite lagundamine|orgaaniliste ühendite lagundamisel]], [[erinevate karbiidide selektiivsel söövitamisel]]. Amorfse süsinikuna tuntakse [[tahm|tahma]]a, [[koks|koksi]]i ja [[puusüsi|puusütt]]<ref name="R5eiF" />.
 
Amorfset süsinikku saab kasutada [[elektrilise kaskikkihi kondensaator|elektrilise kaksikkihi kondensaatorites]], vesiniku salvestamiseks, metaani salvestamiseks, [[liitiumioon patareid]]es, süsinik-plaatina katalüsaatori kandjana.
40. rida:
==== Grafeen ====
[[Pilt:GraphenLayer.svg|pisi|Grafeeni struktuur]]
Süsiniku aatomite monokihiti, mis on sp2-sidemetega tihedalt kokku pakitud kahedimensionaalsesse kärgvõresse, nimetatakse [[grafeen]]iks. See on fundamentaalseks ehituskiviks kõigile teistele grafiidsetele materjalidele (0D fullereenidele, 1D nanotorudele, 3D grafiidile). Teoreetiliselt on grafeeni uuritud juba 60 aastat, kuid teda peeti pigem „akadeemiliseks“"akadeemiliseks" materjaliks, mille eksisteerimisse kahedimensionaalsena looduses termodünaamilise ebastabiilsuse tõttu ei usutud. Seda seni, kuni praeguseks juba [[Nobeli füüsikaauhind|Nobeli füüsikaauhinna]] laureaadid [[Andre Geim]] ja [[Konstantin Novosjolov]] selle vaid ühe aatomi paksuse materjali ootamatult avastasid. Hilisemad eksperimendid on kinnitanud ka relativistliku kondensmaterjaliga seotud teooriat, et selles on laengukandjateks massitud [[Diraci fermionid]]<ref name="yRum4" />.
 
==== Fullereenid ====
[[Pilt:Fullerene-C60.png|pisi|Fullereen]]
[[Fullereen]]idFullereenid on ainult süsinikust koosnevad individuaalsed mitmetahulised molekulid. Kinniste keradena eristuvad nad teistest süsiniku allotroopidest, sest neid ei saa vaadelda lõputute süsteemidena nagu teemanti, grafiiti või grafeeni. C<sub>60</sub> struktuur (ikosaeedriline rotatsiooni- ja peegelsümmeetriaga) sisaldab kahte eri tüüpi C-C sidemeid: lühemaid sidemeid (kaksiksidemed), mis on kuusnurga ühisteks servadeks (6-6 sidemed) ja pikemaid sidemed (üksiksidemed), mis tekivad kuusnurkade ja viisnurkade segunemisel (6-5 sidemed). C<sub>60</sub> ja C<sub>70</sub> fullereenides on enamus sidemetest 6-6 sidemed <ref name="hba4m" />. Fullereeni molekul on suurusjärgus 0,5 &nbsp;nm (C<sub>36</sub>) kuni 1,2 &nbsp;nm (C<sub>176</sub>) <ref name="0vPHI" />.
 
== Süsiniku ühendid ==
54. rida:
Mitteorgaaniliste süsinikuühendite alla loetakse valdavalt süsiniku oksiidid (millest tuntuimad on [[Vingugaas|CO]] ja [[Süsihappegaas|CO<sub>2</sub>]]), sulfiidid (nagu CS<sub>2</sub>, OCS ja CS) ning lämmastikuühendid (nt [[tsüaan|(CN)<sub>2</sub>]], [[sinihape|HCN]] jt). Lisaks võib süsinik moodustada ühendeid mitmete metallidega.
 
[[Karbiidid]] on süsiniku [[keemiline ühend|ühendid]] [[metallid|metallide]]e ja mõnede [[mittemetallid|mittemetallidega]]ega, mille [[elektronegatiivsus]] on väiksem kui süsinikul. Karbiide kasutatakse põhilistes tööstuslikes rakendustes, kuna nad on [[kulumiskindlus|kulumiskindlad]], [[kuumuskindlus|kuumuskindlad]] (kõrge [[sulamistemperatuur|sulamistemperatuuriga]]iga) ja kõrgetel [[temperatuur|temperatuuridel]]idel keemiliselt stabiilsed. Näidetena võib välja tuua soolataolise [[kaltsiumkarbiid|kaltsiumkarbiidi]]i (CaC<sub>2</sub>), kovalentse [[ränikarbiid|ränikarbiidi]]i (SiC), metallilise [[volframkarbiid|volframkarbiidi]]i (WC), mida tihti kutsutakse [[tööstus|tööstuses]]es lihtsalt karbiidiks, ja siirdemetallilise [[tsementiit|tsementiidi]] (Fe<sub>3</sub>C).<ref name="Greenwood" />
 
Eraldiseisvaks ainegrupiks on ka [[karboraanid]]. Samuti tuntakse süsiniku [[halogeniidid|halogeniide]], mis on süsiniku ühendid [[halogeenid]]ega (nt [[Tetraklorometaan|CCl<sub>4</sub>]]).
84. rida:
== Viited ==
{{viited|allikad=
<ref name="EWNmH">M. Terrones, „Science"Science and technology of the twenty-first century: synthesis, properties, and applications of carbon nanotubes,“" Annu. Rev. Mater. Res. 33, 419–501 (2003).</ref>▼
<ref name="Ua0cL">A. D. McNaught, A. Wilkinson, „Amorphous"Amorphous carbon,“" kogumikus IUPAC Compendium of Chemical Terminology, (Royal Society of Chemistry, Cambridge, UK, 1997), lk 477.</ref>▼
<ref name="R5eiF">„Carbon"Carbon (C),”" kogumikust Encyclopædia Britannica (2011), http://www.britannica.com/EBchecked/topic/94732/carbon.</ref>▼
<ref name="yRum4">A. K. Geim, K. S. Novoselov, „The"The rise of graphene,“" Nat. Mater. 6, 183–191 (2007).</ref>▼
<ref name="hba4m">N. F. Goldshleger, „Fullerenes"Fullerenes and fullerene-based materials in catalysis,“" Chem. Phys. 9:3, 255–280 (2001).</ref>▼
<ref name="0vPHI">A. Goel et al., „Size"Size analysis of single fullerene molecules by electron microscopy,“" Carbon 42, 1907–1915 (2004).</ref>▼
<ref name="Greenwood">Greenwood,N.N.; Earnshaw,A. (1984). Chemistry of the Elements. Oxford: Pergamon Press. pp. 318–22</ref>
▲<ref name="EWNmH">M. Terrones, „Science and technology of the twenty-first century: synthesis, properties, and applications of carbon nanotubes,“ Annu. Rev. Mater. Res. 33, 419–501 (2003).</ref>
▲<ref name="Ua0cL">A. D. McNaught, A. Wilkinson, „Amorphous carbon,“ kogumikus IUPAC Compendium of Chemical Terminology, (Royal Society of Chemistry, Cambridge, UK, 1997), lk 477.</ref>
▲<ref name="R5eiF">„Carbon (C),” kogumikust Encyclopædia Britannica (2011), http://www.britannica.com/EBchecked/topic/94732/carbon.</ref>
▲<ref name="yRum4">A. K. Geim, K. S. Novoselov, „The rise of graphene,“ Nat. Mater. 6, 183–191 (2007).</ref>
▲<ref name="hba4m">N. F. Goldshleger, „Fullerenes and fullerene-based materials in catalysis,“ Chem. Phys. 9:3, 255–280 (2001).</ref>
▲<ref name="0vPHI">A. Goel et al., „Size analysis of single fullerene molecules by electron microscopy,“ Carbon 42, 1907–1915 (2004).</ref>
<ref name="f5yTn">[http://www.eoearth.org/view/article/150918/ Carbon] The Encyclopedia of Earth</ref>
}}
Pärit leheküljelt "https://et.wikipedia.org/wiki/Süsinik"