Нанотехнология және наножүйелердегі негізгі түсініктерді атаңыз
жүктеу/скачать 2,92 Mb.
|
Нанотехнология негіздері (4)
- Бұл бет үшін навигация:
- 18. Көміртекті нанобөлшектердің негізгі морфологиялық түрлері
| 17. Металдық нанокластерлер.
1.-суретте металл атомдарының кластерлерін алуға арналған құрылғы көрсетілген. Жоғары қарқынды лазерлі сәуле металл стерженьге түсіп, оның беткі қабатындағы атомдарды буландырады. Буланған атомдар гелий ағынымен сопло арқылы әкетіліп отырады. Бұл ағынның кеңеюі оның салқындауына және металл атомдары кластерлерінің түзілуіне алып келеді. Бұл кластерлер ультракүлгін сәулелермен ионданады да, массаның зарядқа қатынасын өлшейтін масс-спектрометрге түседі. 2-суретте осындай тәжірибе нәтижесінде алынған қорғасын кластерлерінің масс-спектроскопия мәліметтері берілген. Берілген массаның иондар саны кластердегі атом санының функциясы ретінде көрсетілген. Бұл мәліметтерде 7 және 10 атомнан тұратын кластерлер мүмкіндігі жоғары екендігін көруге болады. Бұл осындай өлшемді кластерлердің басқа кластерлерден тұрақтырақ екендігін көрсетеді. 3-ші а-суретте атомдардың иондану потенциалы мен олардың атомдық номеріне Z тәуелділігі көрсетілген. Иондану потенциалы дегеніміз атомның сыртқы қабатындағы электронды жұлып әкетуге қажетті энергия ал б-суретте натрий кластерінің иондану потенциалының құрамындағы атомдар санына тәуелділігі көрсетілген.Тәуелділікте шыңдар екі және сегіз атомдары бар кластерде байқалады. Бұл сандарды электронды магиялық сандар деп атайды. Бұлардың болуы кластерлерді суператомдар ретінде қарастыруға мүмкіндік берді және осының нәтижесінде кластерлер үшін желе моделі пайда болды. 18. Көміртекті нанобөлшектердің негізгі морфологиялық түрлері? Көміртек бос күйінде алмаз, графит, карбин деп аталатын аллотропиялық күйлерінде кездеседі. Табиғи қосылыстары карбонаттар (СаСО3 • MgCО3 - доломит, СаСО3 - мәрмәр, MgCО3 - магнезит). Байланысқан күйде көмірде, мұнайда, табиғи газдардакездеседі. Бос күйінде көміртек улы емес, ал оның қосылыстары CO - иіс газы, ССl4 - төрт хлорлы көміртек, CS3 — күкірттікөміртек улы заттар.Аллотропиялық түрезгерістері кристалдық торларының әр түрлілігімен сипатталады. Алмаз ең катты зат, графит май тәрізді жылтыр сұр түсті жұмсақ зат. Графит 2000°С-да, төменгі қысымда карбинге айналады. Жаңадан алынған фуллерен деген түрі де бар, ол футбол добы сияқты құрылысты болады. Көміртектің бұл түр өзгерістерінеаморфты көміртекті қосуға болады. Оны ағаш көмірін, тас көмірді ауа қатысынсыз құрғақ айдау арқылы алады. Сонда алынған көмірде өз бетіне газдарды, сұйықтарды сіңіретін қасиет (адсорбция) пайда болады. Қолданылуы; Алмаз - бұрғылар жасау үшін, қырланған алмаздан бриллиант, әшекейлі зат әзірленеді.Графит – қарындаштың өзегі,электродтар дайындауда.Кокс (C) тотықсыздандырғыш ретінде металл өндіруде.Активтелген көмірдің адсорбциялық қасиеті медицинада және газтұтқыштар (противогаз) әзірлеуде қолданылады. Аллотропия ( көне грекше: αλλος — «басқа», τροπος — «қасиет; сипат» ) - өзінің құрылысы мен қасиеті жағынан әр түрлі екі немесе бірнеше қарапайым заттар түріндегі химиялық элементтің болуы. Аллотроптық , аллотропия – химиялық элементтіңқұрылымдары мен қасиеттері әр түрлі екі немесе одан да көп жай зат түрінде болуы. Аллотроптық құбылыс: 1) атомдар саны әр түрлі молекулалар (оттек [О2 ] және озон [О3 ], сондай-ақ екі атомды [Р2 ] және төрт атомды [Р4 ] фосфор молекулалары, т. б.) түзілуінен; 2) полиморфтанудың бір түрі болып табылатын әр түрлі кристалдық үлгілері (алмаз және графит түріндегі көміртегі;күкірттің ромбтық және моноклиндік үлгілері; сұр және ақ қалайы; a, b, d темірлер, т.б.) түзілуінен пайда болады. Ашылған элементтердің саны 100-ден асса, олардың Аллотроптық түрлері 400-ге жетеді. Аллотроптық түрлерді атомдардың геометриялық орналасуына қарай жіктейді. Сондай-ақ кристалдық құрылымы бірдей бола тұра, заттар әр түрлі физикалық күйде болады. Мыс., темір 719°С-та (Кюри нүктесі) ферромагниттік күйден ферромагниттік емес күйге ауысқанымен оның кристалдық құрылымы өзгеріссіз қалады.Көміртегінің негізгі классикалық аллотропты формалары: графит және алмаз. Графит– минерал, көміртектің (С) Жер қыртысында ең жиі кездесетін әрі тұрақты гексагондық полиморфтық түрі. Гексогональдік сингонияда кристалданады. Табиғатта кристалы жетілген графит (грекше grapho – жазамын) сирек ұшырайды, көбінесе, қабыршақ, түйіршік, кейде домалақ агрегаттар күйінде кездеседі. Түсі қара, сұр, қара сұр, ұстағанда май сияқты, қолға жұғады, металдай жылтыр. Қаттылығы 1, ал қабат ішінде 5,5 және одан артық, меншікті салмағы 2,2 г/см3. Балқу температурасы 3850Ғ500С. Электр тогын, жылуды жақсы өткізеді. Қышқылға төзімді, жоғары температурада ғана тотығады. Отқа берік, балқыған металға салса еріп, амфотерлік қасиеті бар оксидтер түзеді, балқығанселитрада жанады. Жеңіл өңделеді, жұмсақ, майысқыш. жүктеу/скачать 2,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|