-

boson : nihil est sine ratione

Ach, ten diament…

Węgiel należy do 12 pierwiastków znanych już w starożytności i jest czwartym najczęściej (wedle masy) występującym pierwiastkiem we Wszechświecie po wodorze, helu i tlenie oraz piętnastym w skorupie ziemskiej:

A 0.3% masy naszego Słońca to węgiel (pamiętacie ową teorię Słońca w 100% z "węgla"?), który powstał przede wszystkim na drodze gwiezdnej nukleosyntezy. Ale i tak owe "marne" słoneczne 0.3% daje masę TYSIĄC razy większą niż masa Ziemi! Notabene, jeszcze tylko przez dwa tygodnie (podstawowy) izotop węgla, ¹²C, będzie stanowił definicję 1 mola, czyli inaczej ustalał liczbę Avogadro,  — otóż 20 maja 2019 wchodzi w życie nowa, "rewolucyjna" wersja układu SI, gdzie po prostu  = 6,02214076×10²³.

Węgiel ma oczywiście fundamentalne znaczenie w biologii, ale ja chciałbym się skoncentrować na jego specyfice nieorganicznej, za wyjątkiem przypadku radiowęgla 14C. Przy czym chodzi mi tu nie tylko o datowanie**, ale i historie "produkcji" 14C, jak tu lub tam.

Węgiel jest szóstym pierwiastkiem, należącym do 14 grupy tzw. węglowców (z krzemem, germanem, cyną i ołowiem) z konfiguracją elektronów 1s² 2s² 2p², z których 4 zewnętrzne tworzą chemiczne wiązania kowalencyjne. Węgiel nazywany "królem pierwiastków" jest niesamowity także ze względu na jego alotropię czyli zjawisko występowania w tym samym stanie skupienia różnych odmian tego samego pierwiastka chemicznego, różniących się właściwościami fizycznymi i chemicznymi:a) diament b) grafit c) lonsdaleit d-f) fulereny g) w. amorficzny h) grafen, nanorurka

Przy czym np. taki grafit to jeden z najmiększych materiałów, a tymczasem diament to ten najtwardszy. Węgiel ma także najwyższą temperaturę topnienia ze wszystkich pierwiastków. Przy ciśnieniu atmosferycznym nie występuje w stanie ciekłym, lecz podczas ogrzewania sublimuje w temperaturze 3630 °C; jego punkt potrójny występuje przy ok. 100 atm. Niezależnie od odmian alotropowych pozostaje ciałem stałym w wyższych temperaturach, niż metale o najwyższych temperaturach topnienia (wolfram i ren).

System alotropów węglowych obejmuje szereg skrajności:

CDN

**) pl.wikipedia.org/wiki/Datowanie_izotopowe



tagi: fizyka 

boson
5 maja 2019 15:21
15     1006    6 zaloguj sie by polubić
komentarze:
przemsa @boson
5 maja 2019 15:42

Wiem, że to mocno średnio pozostająca w temacie notki uwaga, ale całkiem niedawno byłem w Sztolni Królowa Luiza. Płynęliśmy pod ziemią i przemierzając dawne wyrobiska mogliśmy zobaczyć również pozostałości pokładów węgla. Zdaje się, że również jego najbardziej przeobrażonej odmiany - antracytu.

 

zaloguj się by móc komentować

Matejek @boson
5 maja 2019 17:57

to coś o fulerenach; Od fulerenu do grafenu: niezwykłe własności nanostruktur węglowych 
https://popul.ifj.edu.pl/uploads/file/fulereny_nanorurki_grafen.pdf
astronomicznie; W kosmosie natrafiono na molekuły-giganty
https://gadzetomania.pl/20920,w-kosmosie-natrafiono-na-molekuly-giganty
http://mlynwiedzy.org.pl/fuleren-centrum-nowoczesnosci-mlyn-wiedzy-na-festiwalu-skyway12-2/
geologicznie; szungit
http://zycnaplanecieziemia.blogspot.com/2018/03/szungit.html
medycznie; Fulereny – przyszłość zastosowań w medycynie i farmacji
http://www.kwadryga.pl/upload/Dokumenty/Artykuly_naukowe/Gf_6_08_38-40.pdf
ciekawostki; Fuleryt może wydłużyć nasze życie
http://www.geekweek.pl/news/2012-04-19/fuleryt-moze-wydluzyc-nasze-zycie-dwukrotnie_1641848/

zaloguj się by móc komentować


chlor @boson
5 maja 2019 20:54

Z pomiarem twardości jes kłopot gdy stosuje się starą skalę Mohsa w której z z zasady diament jest najtwardszy. W skalach bezwzględnych twardszy od diamentu jest azotek boru i lonsdaleit (heksagonalna oodmiana diamentu występująca w meteorytach). Obydwu nie da się zarysować diamentem.

zaloguj się by móc komentować


boson @chlor 5 maja 2019 20:54
5 maja 2019 21:07

Its hardness is theoretically superior to that of cubic diamond (up to 58% more), according to computational simulations, but natural specimens exhibited somewhat lower hardness through a large range of values (from 7 to 8 on Mohs hardness scale). The cause is speculated as being due to the samples having been riddled with lattice defects and impurities.[13]

zaloguj się by móc komentować

boson @chlor 5 maja 2019 20:54
5 maja 2019 21:08

Borazon jest co prawda bardziej miękki od diamentu (5000 HV30 – borazon, 8000-10000 HV30 – diament), ale nie traci mocno na twardości podczas ogrzewania (do ok. 1500 °C), dlatego jest używany do szlifowania węglików i diamentów w wysokich temperaturach.

zaloguj się by móc komentować

Matejek @boson 5 maja 2019 21:00
5 maja 2019 21:15

hm? chociaż kolor? ...

zaloguj się by móc komentować

boson @Matejek 5 maja 2019 21:15
5 maja 2019 22:41

widocznie Zielona Góra to już tylko UE...

zaloguj się by móc komentować


stanislaw-orda @boson
6 maja 2019 18:12

"... zasygnalizuję mało znany, poza kręgami fizyków jądrowych lub astrofizyków, problem związany z rozpowszechnieniem węgla we wszechświecie. Otóż tworzone w połowie XX stulecia teoretyczne mechanizmy, mające wyjaśnić przyczyny pochodzenia węgla w jego ilości obserwowanej we wszechświecie, nie dawały rezultatu. Kombinacje z jednoczesną reakcją (fuzją) trzech jąder helu 4, dawały węgiel 12, zaś proces taki miałby zachodzić w gęstych jądrach czerwonych olbrzymów. Wydajność proponowanej reakcji nie spowodowałaby powstania obserwowanej ilości węgla we wszechświecie. W jej wyniku otrzymana mogłaby być jedynie śladowa ilość tego pierwiastka. Wynikało to z faktu, że otrzymany w taki sposób węgiel 12, wchodziłby w kolejną reakcję z helem 4, i szybko zamieniałby się w tlen 16. Wykluczyłoby to całkowicie możliwość uformowania się życia opartego na węglu.

Angielski astronom Fred Hoyle (znany ze wspomnianego już kwartetu B2FH) zaproponował, iż proces wytwarzania węgla byłby w zgodzie z wynikami obserwacji odnoszącymi się do stopnia rozpowszechnienia węgla we wszechświecie wówczas, gdyby jądro węgla znajdowało się w odpo- wiednim stanie rezonansowym. Wtedy proces jego powstawania miałby wydajność zgodną z wynikami obserwacji widm gwiezdnych. Rezonans w jądrze atomowym może wystąpić wtedy, gdy ma ono ściśle określoną energię, a jednocześnie taką, aby była ona możliwa do utrzymania się w jądrach masywnych gwiazd. Znając parametry dla tej drugiej wielkości, F. Hoyle wyliczył dla jąder węgla 12 wartości energii niezbędne dla zaistnienia takiego rezonansu. W 1953 roku w Laboratorium Radiacyjnym Kellogga w Caltechu (California Institute of Technology) William Fowler (także ze składu tegoż kwartetu) wykonał doświadczenie, w trakcie którego sprawdził, czy przy wskazanej wartości energii jądro węgla 12 osiągnie pożądany stan rezonansowy. Okazało się, że Fred Hoyle miał rację i właśnie ten rezonans jąder węgla 12 stanowi jedno z kluczowych, delikatnych dostrojeń parametrów fizycznych we wszechświecie."

vide: http://stanislaw-orda.szkolanawigatorow.pl/czy-bog-jest-hazardzista

zaloguj się by móc komentować

boson @boson
7 maja 2019 06:37

diamentowa liga... tańca:

 

zaloguj się by móc komentować


boson @boson
24 maja 2019 14:41

Layers of interest

Unlike diamond, other forms of carbon are conducting. As far back as the 17th century, people were using a conducting form of carbon in one of the most ubiquitous data storage tools on the planet – the pencil. The graphite running through pencils has a layered structure and each layer is a honeycomb lattice, like tessellated benzene rings where each carbon atom is now bonded to three nearest neighbours. As in benzene, a delocalized π orbital forms, allowing electrons to flow through the structure.

Of course, a pencil does not exploit graphite’s conducting properties, but it works because the covalent bonds between the layers of graphite are weak and a little friction against a sheet of paper is enough to rub off layers and record data in a written trail. Researchers have also exploited these weak interlayer bonds in graphite substrates that can be easily cleaned by removing the top layer with a piece of sticky tape. Thanks to the curiosity of Andre Geim and Kostya Novoselov in their legendary Friday night experiments on these discarded bits of sticky tape, the phenomenal properties of a single or very few layers of carbon – now known as graphene – have been keeping researchers and funders busy for over a decade since, and will likely continue to do so for decades to come.

physicsworld.com/a/battle-of-the-elements-what-makes-carbon-king-of-the-elements/

zaloguj się by móc komentować


zaloguj się by móc komentować