تحقیق و پاورپوینت با موضوع الماس آلوتروپی از کربن

تحقیق با عنوان الماس آلوتروپی از کربن در قالب فایل ورد 22 صفحه ای و فایل پاورپوینت 13 صفحه ای برای درس فیزیک دانش آموزان و علاقه مندان گردآوری شده است. در ادامه بخش هایی از این مقاله به همراه فهرست مطالب آن را مشاهده خواهید کرد.

مقدمه

الماس یکی از سنگ های قیمتی و یکی از آلوتروپ های کربن است که در فشارهای بالا پایدار است. آلوتروپ دیگر کربن گرافیت نام دارد. نام الماس (diamond) از کلمه یونانی adamas یعنی نشکن و شکست ناپذیر گرفته شده است. بیشتر از هشتاد درصد از الماسهاى معدنى طبیعى به مصارف صنعتى از قبیل ابزارهاى برش یا مواد ساینده براى تراشکارى و پرداخت دیگر سنگهاى قیمتى، فلزات، گرانیت و شیشه مى رسند. استفاده از الماس به عنوان نیم رسانا نیز نیازمند شرایط ویژه اى مثل بالاترین درجه خلوص، بهترین بلورینگى و تعیین اتمها به لحاظ الکتریکى فعال براى ایجاد گذرگاه الکتریکى در وسیله مورد نظر است.

اما تمامى الماسهاى طبیعى بخاطر نقص ها، ناخالصی ها و ساختار ضعیف شان براى مصارف الکترونیکى نامناسبند. حتى با اینکه الماسهاى مصنوعى و طبیعى داراى کیفیت جواهرى بسیار ارزشمند هستند، اما ممکن است بخاطر رگه هاى ناچیز ناخالصی ها براى استفاده به عنوان نیم رسانا مناسب نباشند. در واقع تنها خالصترین این سنگها در کاربردهاى الکترونیکى پرقدرت از سلفونها گرفته تا کامپیوترهاى شخصى و خطوط ارتباطاتى قابل استفاده اند.

الماس همان کربن معمولی است که در فشرده ترین حالت ممکن قرار می گیرد، کربن. یکی از معمولی ترین عناصر جهان است و در تمامی کیهان می توان ردی از آن پیدا کرد. کربن همچنین یکی از چهار عنصر اصلی برای پیدایش و ادامه حیات است، ۱۸ درصد بدن از کربن تشکیل شده است، هوایی هم که تنفس میکنیم حاوی دی اکسید کربن است و بیشتر مواد غذایی ترکیبات کربن دارند، در حالت خالص کربن معمولا در ۳ شکل یافت میشود.

الماس

که یک بلور شفاف و بسیار سخت است. الماس از کربن خالص تشکیل شده و سیستم تبلور آن کوبیک است. وزن مخصوص الماس 3.5 ضریب شکست آن 2.42 و سختی آن در مقیاس موس، مساوی 10 است. در الماس کربن دارای هیبریداسیون SP3 و بدین ترتیب زوایای پیوند 109 درجه با ساختار هرمی منتظم. در واقع الماس شبکه ای غول آسا از هرم های گسترش یافته در سه بعد است که در تعدادی از اتم ها با یکدیگر مشترک هستند. بدین ترتیب بر خلاف گرافیت تمامی پیوند ها در الماس کووالانسی بون الکترون آزاد می باشند.

سختی الماس

همان طور که گفته شد الماس سخت ترین ماده طبیعی است، البته دانشمندان توانسته اند الماس هائی مصنوعی بسازند که به مراتب از خویشاوندان طبیعی خود سخت ترند، در الماس، اتمهای کربن در یک ساختار مشبک قرار دارند، بدین شکل که هر اتم الکترونهای خود را با ۴ اتم دیگر به اشتراک می گذارد و یک واحد ۴ وجهی را تشکیل میدهد، این مجموعه ۴ وجهی که از ۵ مولکول تشکیل شده است یک مولکول فوق العاده قوی را تشکیل میدهد، اما هر ۵ اتم مجاور می توانند چنین شبکه ای را تشکیل دهند.

به همین دلیل، بلور الماس تا بدین حد مستحکم است، اما در گرافیت، اتمهای کربن در یک حلقه به یکدیگر متصل می شوند. یعنی هر اتم فقط به یک اتم دیگر متصل است و به همین دلیل آنقدر نرم است. زغال و مغز مداد. نمونه های بارز گرافیت هستند.