* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

35 0 УГЛЕРОД 306 3 2 4 Б родом У. обнаружен с п е к т р о с к о п и ч е с к и в а т м о с ф е р е Солнца и других з в е з д . П р е д п о л а г а е т с я , ч т о У . п р и ­ нимает участие в т. н. « у г л е р о д н о - а з о т н о м ц и к л е » (см. Азот) — в т е р м о я д е р н ы х р е а к ц и я х , я в л я ю щ и х с я источником звездной э н е р г и и . Л и н и и п а р о о б р а з н о г о У., циана, метана и о к и с и У . н а б л ю д а ю т с я в с п е к т р а х комет и туманностей. У г л е к и с л ы й г а з я в л я е т с я ос­ новным компонентом а т м о с ф е р ы п л а н е т ы В е н е р ы , метан обнаружен в атмосфере Ю п и т е р а . Графит, реже алмазы, в с т р е ч а ю т с я в к а м е н н ы х и ж е л е з н ы х метеоритах, среднее с о д е р ж а н и е У . в к - р ы х с о с т а в л я е т 0,15 вес.%. Изотопы, а т о м , в а л е н т н о с т ь . П р и р о д н ы й У . состоит из смеси стабильных и з о т о п о в : С (98,892%) и С (1,108%). В атмосфере в к о л и ч е с т в е о к . 2 - 1 0 ~ в е с . % присутствует т а к ж е р а д и о а к т и в н ы й и з о т о п С (Т^ = =5,6-10 лет, Р), к - р ы й п о с т о я н н о о б р а з у е т с я в в е р х ­ них слоях атмосферы п р и д е й с т в и и н е й т р о н о в к о с м и ч . излучения на изотоп азота N п о р е а к ц и и : N ( п , р ) С и участвует в к р у г о в о р о т е У . О п р е д е л е н и е у д . а к ­ тивности С в у г л е р о д с о д е р ж а щ и х о с т а т к а х б и о г е н ­ ного происхождения п о з в о л я е т с у д и т ь об и х в о з р а с т е (см. Возраст геологический абсолютный). С является также одним и з н а и б о л е е Ш и р о к о п р и м е н я е м ы х изо­ топных индикаторов. И с к у с с т в е н н о С п о л у ч а ю т д л и ­ тельным облучением а з о т с о д е р ж а щ и х м и ш е н е й [обыч­ но Be N и л и G a ( N 0 ) ] м о щ н ы м п о т о к о м н е й т р о н о в в ядерном р е а к т о р е . П о с л е о б л у ч е н и я в е щ е с т в о м и ш е ­ ней переводят с п о м о щ ь ю х и м и ч . о п е р а ц и й в В а С 0 или N a C 0 . В м е н ь ш е й с т е п е н и в к а ч е с т в е и з о т о п ­ ного индикатора и с п о л ь з у е т с я С . П о л у ч е н т а к ж е ряд к о р о т к о ж и в у щ и х р а д и о а к т и в н ы х и з о т о п о в У . , не имеющих п р а к т и ч . з н а ч е н и я (см. Изотопы). Сече­ ние захвата тепловых нейтронов атомом У. 0,0045 барн. 1 2 1 8 1 0 1 4 я 3 1 4 1 4 1 4 1 4 1 4 1 4 3 2 3 2 1 4 3 14 2 3 1 8 В г а з о о б р а з н о м с о с т о я н и и У . н а х о д и т с я в в и д е мо­ л е к у л С , С , С , С и одноатомного У. В ничтожных количествах обнаружено т а к ж е присутствие в п а р а х У . м о л е к у л Се и С . Ф и з и ч е с к и е с в о й с т в а . У . и з в е с т е н в виде д в у х к р и ­ сталлич. модификаций — алмаза и графита. Термо­ динамически стабильным п р и обычных условиях я в л я е т с я графит. Область устойчивости алмаза нахо­ дится п р и высоких давлениях, однако благодаря кинетич. затрудненности перехода в графит он т а к ж е существует п р и обычных условиях. Расчетным путем получено следующее ур-ние д л я кривой равновесия алмаз г р а ф и т : Р(атм) = 7000 + 27 Т ( п р и Т> > 1 2 0 0 ° К ) . Т р о й н а я точка равновесия алмаз ^ граф и т ^ ж и д к и й У . на диаграмме состояния У. находится о к . 3 8 0 0 + 2 0 0 ° и 125 кбар. Д л я т в е р д о г о У . х а р а к т е р н о т а к ж е состояние с неупорядоченной структурой, н а з ы в а е м о е ч а с т о «аморфным» У . : кокс, сажа, уголь древесный, активный уголь и д р . В с е ф о р м ы У . н е р а с т ­ воримы в обычных неорганич. и органич. растворите­ лях и растворяются в расплавленных металлах: железе, кобальте, никеле, платиновых металлах и др., из к-рых при охлаждении У. кристаллизуется в виде графита и л и карбидов металлов. Нек-рые физич. свойства к р и с т а л л о в алмаза и графита приве­ дены в т а б л и ц е . 7 Графит Свойство Плотн., г/см* (20°) . Ат. те п л ое мк ость, кал1г~атом-град (25°) Термич. коэфф. л и ­ нейного расширеТеплопроводность, кал[см-град-сек вдоль оса а вдоль оси с Алмаз 2, 265 2, )66 2,83-10-* (15—800°) 0,19 3,515 1,449 1,06.10-» 0,33 Конфигурация внешней электронной оболочки атома У . : 2 s p . Э н е р г и и и о н и з а ц и и (в эв): С°-*-С -*-+С -^С С соответственно равны 11,256; 24,376; 47,871 и 64,19. Н е с м о т р я н а т о , ч т о а т о м У . в основном с о с т о я н и и имеет 2 н е с п а р е н н ы х э л е к т р о н а , для У. х а р а к т е р н о о б р а з о в а н и е 4 к о в а л е н т н ы х с в я ­ зен. Этот факт о б ъ я с н я е т с я п р е д п о л о ж е н и е м о в о з б у ж ­ дении атома У . п р и в з а и м о д е й с т в и и д о с о с т о я н и я 2sp с 4 н е с п а р е н н ы м и э л е к т р о н а м и , ч т о я в л я е т с я энергетически в ы г о д н ы м в с л е д с т в и е о б р а з о в а н и я д в у х дополнительных с в я з е й (см. Валентность). Соедине­ ния, в к-рых ч и с л о с в я з е й У . р а в н о 3 (см. Радикалы свободные) и л и 2 (см. Карбены), к а к п р а в и л о , неустой­ чивы в обычных у с л о в и я х и о б л а д а ю т п о в ы ш е н н о й химич. а к т и в н о с т ь ю , что с в я з а н о с н а л и ч и е м н е с п а ­ ренных э л е к т р о н о в у атома У . О т н о с и т е л ь н а я с т а ­ бильность углерода окиси СО и изонитрилов, в к-рых У. формально 2 - в а л е н т е н , о б ъ я с н я е т с я 3 - к о в а л е н т н о й 2 2 + 2 + 3 + 4 + 3 (0—150°) 0,96 (25 ) 6 Уд. электросопротив­ ление, ом-см (25°) ь ю - * 1 5.Ю-1* Уд. магнитная вос­ приимчивость, е д . —0,49-10-* СГСЕ (25°) - 0 . 5 - 1 0 - * —22.10-» Модуль упругости, кГ/мм (20°) . . . . 11 ,5.10* 0,18-10* (10,7—12,3)*Ю* Предел прочности, 180 кГ/мм* (20°) . . . . 0,35- -1,76 Твердость по Моосу 1 5,5 10 г + поляризованной связью: О =С~ и R—N=C~. В ряде случаев в ы г о д н ы м о к а з ы в а е т с я образование соединений 3 - к о в а л е н т н о г о п о л о ж и т е л ь н о и л и о т р и ­ цательно з а р я ж е н н о г о У . , к а к это имеет место, н а п р . , в карбония ионе R —С + и в карбанионе R —С : z 2 + R,/ R 8 / (см. т а к ж е Углерода трехвалентного соединения). Прочность о р д и н а р н ы х , д в о й н ы х и т р о й н ы х с в я з е й атомов У. м е ж д у собой и с п о с о б н о с т ь к о б р а з о в а н и ю устойчивых ц е п е й и ц и к л о в и з атомов У . о п р е д е л я ю т громадное ч и с л о у г л е р о д с о д е р ж а щ и х соединений, изучаемых органической химией. В н е к - р ы х с о л е о б р а з ных карбидах с в я з ь м е ж д у а т о м а м и У . и м е т а л л а , по-видимому, б л и з к а к и о н н о й ; в м е т а л л о п о д о б н ы х карбидах ч а с т ь э л е к т р о н о в У . у ч а с т в у е т в о б р а з о в а н и и металлич. с в я з и . А т о м н ы й р а д и у с У . 0,77 А; к о в а л е н т ные радиусы (в А ) : 0,77; 0,67; 0,60 с о о т в е т с т в е н н о в ординарной, д в о й н о й и т р о й н о й с в я з я х ; и о н н ы е радиусы: С + 0 , 2 0 А ; С " 2,60 А . 4 4 А л м а з — бесцветные, прозрачные, сильно пре­ ломляющие довольно хрупкие кристаллы. Наиболее часто в с т р е ч а ю т с я с л е д у ю щ и е в н е ш н и е ф о р м ы : о к т а ­ эдр, додекаэдр и к у б . Большинство алмазов окрашено примесями в различные цвета вплоть до черного. Кристаллич. структура — кубич. гранецентрированн а я , а — 3,5597А. Б л а г о д а р я наличию в решетке непрерывной трехмерной сетки жестких ковалентных тетраэдрических (зр -гибридных) связей с расстоянием С—С 1.5445 А (см. Кристаллы) а л м а з я в л я е т с я самым т в е р д ы м из н а й д е н н ы х в п р и р о д е в е щ е с т в и о б л а д а е т наименьшей известной сжимаемостью, равной 0,16-Ю"" см /дин. Т в е р д о с т ь на р а з н ы х г р а н я х а л ­ м а з а н е о д и н а к о в а : т в . к у б а ( 1 1 1 ) > т в . ромбододе­ к а э д р а ( 1 1 0 ) > т в . о к т а э д р а (100). П р и т е м п - р а х в ы ш е 1000° в в а к у у м е и л и и н е р т н о й атмосфере а л м а з н а ч и ­ н а е т , не п л а в я с ь , п р е в р а щ а т ь с я в г р а ф и т ; б ы с т р о этот процесс протекает п р и 1750°; теплота п е р е х о д а 4 5 3 , 2 ± 2 0 , 3 кал/г-атом. Давление пара алмаза чрез­ вычайно мало и не определено. Я в л я я с ь хорошим проводником тепла, по электрич. свойствам алмаз — и з о л я т о р , ш и р и н а е г о з а п р е щ е н н о й з о н ы 5,6 вв; д и а м а г н и т е н ; п о к а з а т е л ь п р е л о м л е н и я 2,4195 ( N a ) ; угол полного внутреннего о т р а ж е н и я 24°50&(Na). По нек-рым физич. свойствам алмазы могут быть 8 12 2