Яка кристалічна решітка біля алмазу

Яка кристалічна решітка біля алмазу

Алмаз - це мінерал, що відноситься до однієї з аллотропних модифікацій вуглецю. Відмінною рисою його є висока твердість, яка по праву приносить йому звання самої твердої речовини. Алмаз досить рідкісний мінерал, але разом з цим і найширше поширений. Виняткова його твердість знаходить своє застосування в машинобудуванні і промисловості.

Інструкція

1. Алмаз має атомну кристалічну решітку. Атоми вуглецю, що складають основу молекули, розташовуються у вигляді тетраедра, завдяки чому алмаз має таку високу міцність. Всі атоми пов 'язані міцними ковалентними зв' язками, які утворюються, виходячи з електронної будови молекули.

2. Атом вуглецю має sp3-гібридизацію орбіталів, які розташовуються під кутом в 109 градусів і 28 хвилин. Перекривання гібридних орбіталів відбувається по прямій лінії в горизонтальній площині.

3. Таким чином, при перекриванні орбіталів під таким кутом утворюється центрований тетраедр, який відноситься до кубічної системи, тому можна сказати, що алмаз має кубічну структуру. Така структура вважається однією з найміцніших у природі. Всі тетраедри утворюють тривимірну мережу з шарів шестиченних кілець атомів. Така стійка мережа ковалентних зв 'язків і тривимірний їх розподіл веде до додаткової міцності кристалічної решітки.

4. Кристалічна решітка у алмаза досить складна. Вона складається з двох простих підрешіток. Область простору, що лежить ближче до цього атому, ніж до інших атом, для решітки алмаза являє собою тріакісів усічений тетраедр. Таким типом решітки володіють також кремній, німеччин і олово, переважно альфа-форма.

5. Тріакісов усічений тетраедр - це багатогранник, зроблений з чотирьох шестикутників і дванадцяти рівнобедрених трикутників. Він може бути використаний для теселяції тривимірного простору. Як приклад теселяції можна розглянути квадрат, який необхідно розрізати по діагоналі, тобто тесселювати квадрат на два трикутники. Тесселяція сама по собі покращує реалізм тривимірної моделі, а стосовно кристалічної решітки алмаза робить її більш реалістичною.

6. На даний момент наука прийшла до отримання алмазів синтетичним способом. Для синтезу таких кристалів використовують, як правило, високовуглецевий сплав нікелю з марганцем або високочастотну плазму, сконцентровану на підкладці, де утворюється сам алмаз. При отриманні мінералу таким способом, його кристалічна решітка сильно відрізняється від ґрат, яку має натуральний алмаз. Відбувається зміщення шарів вуглецю, у зв 'язку з чим вони розташовуються хаотично. Саме тому кристали, отримані таким способом, володіють меншою міцністю і досить високою крихкістю.