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

425 УГЛЕРОД 426 Для свободного У. характерна инертность при обычных t° и значительная активность—при высоких. Наиболее активен в химич. отношеФ и а и ч е с к и е с в о й с т в а с в о б о д н о г о М о д и ф К о н с т а н т ы Алмаз держащих более 1 атома С, не имеющих тех­ нич. значения; из них наиболее известна недо­ кись состава С 0 (газ с £^ . + 7 ° и f« . —111°). Первым продуктом горе­ у г л е р о д а ния У. и его соединений является С 0 , образую­ и к а ц и и У. щаяся по ур-ию: 3 2 ип 7 2 Графит Аморфный уголь Аморфен С+0 2 =С0 2 +97 600 c a l . Кристаллич. форма . К у б и ч . сист. : Бесцветный Черный Цвет 3,61—3,52 1,4—2,0 У д . вес То же—средний д л я наиболее чис­ 3,511 1,72—1,86 2,255 (а) тых п р е п а р а т о в (D °) 3,12 5,33 ( с р е д н . ) 6,5 ( с р е д н е е ) Атомный объем 5,5 10 Переменная Твердость по шкале Моса -•3-10-6 0,18-10-в С ж и м а е м о с т ь (см к г ) v Уд. электрич. сопротивление при -2-1014 Переменное (2,64-35)-10-4 0° (Si 1см) 2,4173 ( д л я Д = 1,9—2,0 Коэф. преломления света = 5 890 д ) (ДЛЯ Л = 4 360ч6 230 А ) Теплоемкость п р и +10°: удельная (cai/г) 0,1604 С р е д н . 0.19Н5 (0,17—0,26) атомная (cal/г-атом) 1,35 С р е д н . 2,32 (2,0—3,1) Г п е р е х о д а а л л о т р о п н ы х ф о р м . . . В ы ш е 1 ооо°-э а->/8 п р и 570° Выше -•графит 800—1 100°-»-•графит -•графит 3 845° К ( ? ) -•графит 1°ПЛ. 4 200—4 830° ' кап. „ 800—900° 300-400° -700° i в о з г о р а н и я (в чистом О ) 7 869—7 873 7 891—8 148 7 832 - 7 856 Теплота горения (cal/г) (а) (Р) » » (Cal/г-атом) . . . . 94,43 97,65—97,78 93,97—91.27 (о) (/») 2 4 2 - 1 г Гексаген, сист. Блеет.-серый 2,22—4,32 Образование СО при не­ полном сгорании топли­ ва есть результат вторич­ ного восстановительного процесса; восстановите­ лем в этом случае слу­ жит сам У., к-рый при t° выше 450° реагирует с С 0 по ур-ию: 2 C 0 + C = 2CO 2 - 3 8 800 c a l ; нии аморфный уголь, в то время как алмаз об­ ладает наибольшей резистентностью. Так напр., фтор реагирует с углем при t° 15°, с графитом же лишь при 500°, а с алмазом при 700°. При нагревании на воздухе пористый уголь начи­ нает окисляться ниже 100°, графит ок. 650°, алмаз же выше 800°. При t° 300° и выше уголь соединяется с серой в сероуглерод CS . При t° выше 1 800° У. (уголь) начинает взаимодей­ ствовать с азотом, образуя (в незначительных количествах) дициан C N . Взаимодействие У. с водородом начинается при 1 200°, причем в интервале t° 1 200—1 500° образуется только метан СН ; выше 1 500°—смесь метана, этилена (С Н ) и ацетилена (С Н ); при t° порядка 3 000° получается почти исключительно ацетилен. При t° электрич. дуги У . вступает в пря­ мое соединение с металлами, кремнием и бо­ ром, образуя соответствующие карбиды. Пря­ мыми или косвенными путями м. б. получены соединения У. со всеми известными элемента­ ми, кроме газов нулевой группы. У.—элемент неметаллич. характера, проявляющий нек-рые признаки амфотерности. Атом У. имеет диам. 1,50 A ( l A = 10~ (ш) и содержит во внешней сфе­ ре 4 валентных электрона, к-рые с равной лег­ костью отдаются либо дополняются до 8; по­ этому нормальная валентность У. к а к кисло­ родная, так и водородная равна четырем. В подавляющем большинстве своих соединений У. четырехвалентен; лишь в незначительном числе известны соединения двувалентного У. (окись У. и ее ацетали, изонитрилы, гремучая к-та и ее соли) и трехвалентного ( т . н . «свобод­ ный радикал», см. Радикалы). С кислородом У. образует два нормальных окисла: д в у о к и с ь у г л е р о д а С 0 кис­ лотного характера (см. Углекислота) и ней­ тральную окись углерода (см.) СО. Кроме того существует ряд н е д о к и с е й у г л е р о д а , со­ 2 2 2 4 2 4 2 2 8 2 реакция эта обратима; выше 950° превращение С 0 в СО делается прак­ тически полным, что и осуществляется в газоге­ нераторных печах. Энер­ гичная восстановитель­ ная способность У. при высоких t° используется также при получении во­ дяного газа ( Н 0 + С = = СО + Н - 28 380 cal) и в металлургич. процес­ сах—для получения сво­ бодного металла из его окисла. К действию некоторых окислителей ал­ лотропные формы У. относятся различно: напр. смесь K C ] 0 + H N 0 на алмаз совершенно не действует, аморфный уголь окисляется ею спол­ на в С 0 , графит же дает соединения ароматич. ряда—графитовые к-ты с эмггирич. формулой (С ОН)а. и далее м е л л и т о в у ю к и с л о т у С (СООН) . Соединения У. с водородом—угле­ водороды (см.)—крайне многочисленны; от них генетически производится большинство осталь­ ных органических соединений (см.), в к-рые кро­ ме У. входят чаще всего Н , О, N , S и галоиды. 2 2 2 3 3 2 2 6 6 Исключительное многообразие органич. соединений к-рых известно до 2 м л н . , обусловлено нек-рыми о с о б е н н о с т я м и У . к а к э л е м е н т а . 1) Д л я У . х а р а к т е р н а прочность химич. связи с большинством остальных эле­ ментов как металлич., так и неметаллич. характера, благодаря чему он образует достаточно устойчивые сое­ динения и с теми и с другими. В с т у п а я в сочетание с другими элементами, У . весьма мало склонен к образо­ ванию ионов. Б о л ь ш а я часть органич. с о е д и н е н и й — г о меополярного типа и в обычных у с л о в и я х не диссоци­ ирует; разрыв внутримолекулярных связей в них нередко требует затраты значительного количества энергии. П р и суждении о прочности связей следует однако различать: а) п р о ч н о с т ь с в я з и а б с о л ю т н у ю , и з м е р я е м у ю термохим и ч . п у т е м , и б) с п о с о б н о с т ь с в я з и р а з р ы в а т ь с я п о д действием различных реагентов; эти две характеристики д а л е к о н е в с е г д а с о в п а д а ю т . 2) А т о м ы У . с и с к л ю ч и т е л ь ­ ной легкостью связываются друг с другом (неполярно), о б р а з у я у г л е р о д н ы е ц е п и , открытые и л и з а м к ­ нутые. Д л и н а таких цепей невидимому не подвержена никаким ограничениям: так, известны вполне устойчи­ вые м о л е к у л ы с о т к р ы т ы м и ц е п я м и и з 64 а т о м о в У . Удлинение и у с л о ж н е н и е открытых цепей не о т р а ж а е т с я на прочности связи и х звеньев м е ж д у собою и л и с д р у ­ гими элементами. Среди замкнутых цепей наиболее легко о б р а з у ю т с я 6- и 5 - ч л е н н ы е к о л ь ц а , х о т я и з в е с т н ы к о л ь ­ ч а т ы е ц е п и , с о д е р ж а щ и е от 3 д о 18 у г л е р о д н ы х а т о м о в . Способность атомов У . к взаимному соединению х о р о ш о объясняет особые свойства графита (см. н и ж е ) и меха­ низм процессов обугливания; о н а делает понятным и тот факт, что У . неизвестен в форме д в у х а т о м н ы х м о л е к у л C , ч е г о м о ж н о б ы л о бы о ж и д а т ь п о а н а л о г и и с д р у г и м и л е г к и м и н е м е т а л л и ч е с к и м и э л е м е н т а м и (в п а р о о б р а з ­ ной форме у г л е р о д состоит и з одноатомных молекул). 3) Б л а г о д а р я н е п о л я р н о м у х а р а к т е р у с в я з е й о ч е н ь м н о ­ гие с о е д и н е н и я У . о б л а д а ю т х и м и ч . и н е р т н о с т ь ю н е т о л ь ­ ко внешней (медленность р е а г и р о в а н и я ) , но и в н у т р е н н е й 2