Karbin

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Karbin – hipotetyczna alotropowa odmiana węgla o strukturze polialkinu −(C≡C)n−, w której atomy tworzą długie łańcuchy o występujących naprzemiennie pojedynczych i potrójnych wiązaniach lub skumulowanych wiązaniach podwójnych[1].

Na podstawie badania dyfrakcji elektronowej zasugerowano, że chaoit może mieć strukturę karbinu[2]. Potwierdzeniem tych wniosków mogą być doniesienia o uzyskaniu identycznych struktur poprzez sublimację grafitu w temperaturze 2400–2700°C lub poprzez naświetlanie grafitu laserem w wysokiej próżni (otrzymane w ten sposób substancje nazwano cerafitem)[3][4]. Jednak późniejsza publikacja zakwestionowała karbinową budowę chaoitu, przypisując uzyskane wyniki dyfrakcji zanieczyszczeniu minerału gliną[5].

Lagow wraz z zespołem przygotowali alotrop węglowy oparty na hybrydyzacji „sp”, zawierający naprzemienne wiązania potrójne i pojedyncze (tzw. acetylenowy lub liniowy allotrop węglowy). Badania stosunkowo niewielkich (od 8 do 28 atomów węgla) związków modelowych tego typu pokazują, że takie odmiany takie mogą być dość stabilne (130 stopni do 140 stopni C), pod warunkiem, że posiadają niereaktywne grupy końcowe (takie jak tert-butylowa lub trifluorometylowa) - zapobiegają one niepożądanym reakcjom następczym. W obecności odpowiednich grup ograniczających, laserowe techniki syntetyczne, podobne do tych zwykle stosowanych w procesach generowania fulerenów, wytwarzają termostabilne acetylenowe formy węgla ograniczone grupami trifluorometylowymi lub nitrylowymi o długości łańcucha przekraczającej 300 atomów węgla. W tych warunkach powstaje tylko niewielka ilość fulerenów. Acetylenowe związki węgla nie są szczególnie wrażliwe na wilgoć lub tlen, ale są umiarkowanie wrażliwe na światło[6].

Według kalkulacji przeprowadzonych w 2013 roku moduł sprężystości podłużnej wynosi blisko 32.7 TPa[7], czyli blisko 32 razy niż naturalny diament[8]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. Xue, Kuan-Hong, Tao, Fei-Fei, Shen, Wei, He, Chun-Jian i inni. Linear carbon allotrope – carbon atom wires prepared by pyrolysis of starch. „Chemical Physics Letters”. 385 (5–6), s. 477-480, 2004. DOI: 10.1016/j.cplett.2004.01.007. 
  2. Carbyne and Carbynoid Structures Series: Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures, Vol. 21 R.B. Heimann, S.E. Evsyukov, L. Kavan, (Eds.) 1999, s. 452, ​ISBN 0-7923-5323-4
  3. C. Nakayama, M. Okawa, H. Nagashima. Ceraphite, a hard and high-strength new carbon material. „Carbon”. 15 (6), s. 424-425, 1977. Abstracts: Papers presented at the thirteenth conference on carbon Irvine, California 17–22 July 1977. 
  4. D.J. Johnson, D. Crawford, C. Oates, 1971, 10th Carbon Conf, Bethlehem, PA, FC-18.
  5. Smith, P.P.K., Buseck, Peter R.. Carbyne Forms of Carbon: Do They Exist?. „Science”. 216 (4549), s. 984 -986, 1982. DOI: 10.1126/science.216.4549.984. 
  6. R.J. Lagow i inni, Synthesis of Linear Acetylenic Carbon: The "sp" Carbon Allotrope, „Science (New York, N.Y.)”, 267 (5196), 1995, s. 362–367, DOI10.1126/science.267.5196.362, ISSN 0036-8075, PMID17837484 [dostęp 2019-11-19].
  7. Mingjie Liu i inni, Carbyne from first principles: Chain of C atoms, a nanorod or a nanorope?, „ACS Nano”, 7 (11), 2013, s. 10075–10082, DOI10.1021/nn404177r, ISSN 1936-0851, arXiv:1308.2258 [dostęp 2019-11-19].
  8. Properties: Diamond (C) - Properties and Applications, AZoM.com [dostęp 2019-11-19] (ang.).