Месторождения, отличия и применения алмазов и графита

Графит — минерал из класса самородных элементов, одна из аллотропных модификаций углерода. Минерал широко распространен в природе. Обычно встречается в виде единичных чешуек, пластинок и кластеров, различающихся по размеру и содержанию графита. Есть месторождения кристаллического графита, связанные с магматическими породами или кристаллическими сланцами, а также скрытокристаллический графит, образовавшийся во время метаморфизма углей.

1. Структура
2. Имущество
3. Морфология
4. Источник
5. Заявка
6. Классификация
7. Физические свойства
8. Оптические свойства
9. Кристаллографические свойства

Смотрите также:

Агат — цена и лечебно-магические свойства

Физические свойства и структура алмаза

СТРУКТУРА

Полиморфная (аллотропная) гексагональная кристаллическая модификация чистого углерода, наиболее устойчивая в условиях земной коры. Слои кристаллической решетки могут быть расположены по-разному, образуя множество политипов, с симметрией от гексагональной системы (гексагонально-дипирамидальная симметрия) до тригональной (wc ди-тригонально-скаленоэдрической). Кристаллическая решетка графита стратифицированного типа. В слоях атомы C находятся в узлах гексагональных ячеек слоя. Каждый атом C окружен тремя соседями на расстоянии 1,42Α

Существует две модификации графита: α-графит (гексагональный P63 / mmc) и β-графит (ромбоэдрический R (-3) m). Отличаются они упаковкой слоев. В α-графите половина атомов каждого слоя находится выше и ниже центров шестиугольника (набор… ABABAB…), а в β-графите каждый четвертый слой повторяет первый. Ромбоэдрический графит удобно изобразить в гексагональных осях, чтобы показать его слоистую структуру.

β-графит в чистом виде не наблюдается, так как это метастабильная фаза. Однако в природных графитах содержание ромбоэдрической фазы может достигать 30%. При температуре 2500-3300 К ромбоэдрический графит полностью переходит в гексагональный.

Лечебное влияние

Первыми оценили графит гомеопаты. Они установили, что минерал подходит для лечения кожных патологий (экземы, псориаз, лишай, другие).

Сегодня список расширен:

• Нарушение обмена веществ.
• Сбой в работе щитовидной железы.
• Заболевания дыхательных путей (ринит, бронхиальная астма).
• Проблемы ЖКТ (гастрит, язва желудка, 12-перстной кишки, колиты).
• Женские недуги (аменорея, хроническое воспаление яичников, мастопатия).
• Конъюнктивит, катаракта, ячмень.

Минерал «курирует» также эмоциональное здоровье. Его прописывают при утренней головной боли, неврастении, апатии, депрессии.

Источники

• https://vseprokamni.ru/vidy/organicheskie/ximicheskaya-formula-grafita.html
• https://FB.ru/article/351885/chto-takoe-grifel-i-v-ch-m-zaklyuchayutsya-ego-unikalnyie-svoystva-dlya-risovaniya
• https://mineralpro.ru/minerals/graphite/
• https://www.syl.ru/article/307195/formula-grafita-allotropiya-ugleroda
• https://FB.ru/article/277065/grafit-plotnost-svoystva-osobennosti-primeneniya-i-vidyi
• https://vseprokamni.ru/svoistva/kristallicheskaja-reshetka-grafita.html
• https://crystal-wow.ru/kamni/fizicheskie-svojstva-grafita-tablica.html
• https://vseprokamni.ru/svoistva/fizicheskie-i-himicheskie-svojstva-granita.html
• https://natrukodel.ru/prochie/himicheskaya-formula-grafita
• https://abc-24.info/prostoj-karandash-istoriya/
• https://FB.ru/article/236131/allotropnyie-veschestva-almaz-i-grafit-formula-grafita-i-almaza

СВОЙСТВА

Хорошо проводит электрический ток. В отличие от алмаза, он имеет низкую твердость (1 по шкале Мооса). Относительно мягкий. После воздействия высоких температур он становится немного тверже и становится очень хрупким. Плотность 2,08-2,23 г / см³. Цвет темно-серый, металлический блеск. Плавкий, устойчивый к нагреванию в отсутствие воздуха. Жирный (скользкий) на ощупь. Природный графит содержит 10-12% глин и оксидов железа. При растирании отслаивается отдельными хлопьями (это свойство используется в карандашах).

Коэффициент теплопроводности графита от 278,4 до 2435 Вт / (м * К) зависит от марки графита, от направления относительно базисных плоскостей и от температуры.

Электропроводность монокристаллов графита анизотропна, в направлении, параллельном базисной плоскости, близка к металлической, в перпендикулярной — в сотни раз ниже. Минимальное значение проводимости наблюдается в диапазоне 300-1300 К, а положение минимума смещено в низкотемпературную область для идеальных кристаллических структур. Рекристаллизованный графит имеет самую высокую электропроводность.

Коэффициент теплового расширения графита до 700 К отрицателен в направлении базисных плоскостей (графит сжимается при нагревании), его абсолютное значение уменьшается с повышением температуры. Выше 700 К коэффициент теплового расширения становится положительным. В направлении, перпендикулярном базисным плоскостям, коэффициент теплового расширения положительный, практически не зависит от температуры и более чем в 20 раз превышает абсолютное среднее значение для базальных плоскостей.

Монокристаллы графита диамагнитны, магнитная восприимчивость незначительна в базисной плоскости и высока в ортогональных базисных плоскостях. Коэффициент Холла изменяется с положительного на отрицательный при 2400 К.

Месторождения

Самые большие залежи графита расположены в Китае, Украине, Мексике, Канаде и Южной Корее. Месторождения минерала экономически выгодны для страны, на территории которой он расположен. В процессе разработки залежей обеспечение промышленности нужным сырьём. Камнем образованы скопления серого цвета. Графитовая руда добывается открытым способом, а кусковой минерал подземным методом.

Одним из высокотемпературных жильных залежей минералов стоит выделить месторождение на Цейлоне, которое обладает большим промышленным значением. Здесь графитовые жилы расположены среди гнейсов. Такие же месторождения есть в Квебеке, штате Монтана и Англии.

Где и как добывается

Залежи графита промышленных объемов есть на всех континентах:

• Обе Америки – США, Канада, Бразилия;
• Европа – ФРГ, Гренландия, Италия;
• Австралия.

Сырье каждого графитового рудника можно отличить по структуре, цвету, другим признакам.

Россия располагает тремя крупнейшими месторождениями:

• Бурятия – качественное плотнокристаллическое сырье.
• Краснодарский край (два) – плотно-, мелкокристаллический, чешуйчатый, графитовые сланцы.

Графиты формируются каменноугольным пиролизом либо под влиянием экстремально высоких температур и давления. Например, излияниями магмы на отложения каменного угля.

Его добывают наземным или подземным способами. Графитовые кристаллы находят в сланцах, мраморах, других органических породах.

Ежегодный мировой объем добычи графита – 600 тыс. тонн.

Запасы

Мировые запасы графита (1978, тысяч т) в капиталистических и развивающихся странах: чешуйчатого — Южная Америка, 136; Европа, 3500; Африка, 5442; Азия, 900; плотнокристаллического — Азия, 2900; скрытокристаллического — Северная Америка (без США), 3084; Европа, 5623; Азия, 6168. О добыче графита см. в ст. графитовая промышленность.

МОРФОЛОГИЯ

Хорошо сформированные кристаллы встречаются редко. Кристаллы пластинчатые, чешуйчатые, изогнутые, обычно несовершенной пластинчатой ​​формы. Чаще всего это листья без кристаллографических очертаний и их агрегаты. Образует сплошные радиально-радиальные агрегаты скрытокристаллические, листовые или округлые, реже — сферулитовые агрегаты концентрически-зонального строения. В крупнокристаллических осадках часто наблюдается треугольная штриховка на плоскостях (0001).

Положение углерода в периодической таблице

Углерод — элемент четвертой группы, второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Он является органогенным. К данной группе также относятся кислород, азот и водород. Это значит, что они входят в состав всех живых организмов на планете, составляя их основу.

Такое положение определяет строение атома углерода. На его внешнем энергетическом уровне находится четыре электрона. Это значит, что данный химический элемент может проявлять как положительную, так и отрицательную степень окисления (+4 или — 4).

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Он образуется при высоких температурах в вулканических и магматических породах, пегматитах и ​​скарнах. Он встречается в кварцевых жилах с вольфрамитом и другими минералами в среднетемпературных гидротермальных полиметаллических месторождениях. Распространен в метаморфических породах — кристаллических сланцах, гнейсах, мраморах. Крупные месторождения образуются в результате пиролиза угля под воздействием ловушек на угольных месторождениях (Тунгусский бассейн). Акцессорный минерал метеоритов. Попутные минералы: кварц, пирит, гранаты, шпинель.

Описание графита:

Графит (в переводе с греч. – «пишу») – это природный материал, относящийся к классу самородных элементов, аллотропная модификация углерода. Химическая формула графита – C.

Наряду с графитом, алмазом существуют еще много аллотропных форм углерода. Например, графен, фуллерен, углеродные нанотрубки и т.д. Свойства данных веществ совершенно отличаются друг от друга.

Графит широко распространен в природе как минерал. Он встречается обычно в виде отдельных чешуек, пластинок и скоплений, разных по величине и содержанию.

Различают месторождения кристаллического графита, связанного с магматическими горными породами или кристаллическими сланцами, и скрытокристаллического графита, образовавшегося при метаморфизме углей.

Природный графит по своему химическому составу не отличается чистотой. В большом количестве (до 10-25%) в нем присутствует зола, состоящая из разных составляющих (Fe2O3, SiO2, Аl2O3, MgO, Р2О5, CuO, СаО и др.), газы (до 2%) и битумы, иногда вода.

Также графит получается искусственным путем различными способами. Например, нагреванием смеси кокса и пека до 2 800 °C.

ПРИМЕНЕНИЕ

Для изготовления плавильных тиглей, футеровочных плит — применение основано на высокой термостойкости графита (в отсутствие кислорода), его химической стойкости к ряду расплавленных металлов. Он используется в электродах, в нагревательных элементах, благодаря своей высокой электропроводности и химической стойкости практически ко всем агрессивным водным растворам (намного выше, чем у драгоценных металлов). Для производства химически активных металлов электролизом расплавов, твердых смазок, комбинированных жидких и пастообразных смазок, пластиковых наполнителей.

это замедлитель нейтронов в ядерных реакторах, компонент композиции для изготовления стержней с черным графитом (в смеси с каолином). Он используется для получения синтетических алмазов в качестве эталона длины нанометрового диапазона для калибровки сканеров микроскопа с туннельным эффектом и атомно-силового микроскопа, для изготовления контактных щеток и токосъемников для различных электрических машин электромобили и мостовые краны с тележкой, мощные реостаты и другие устройства, где требуется надежный мобильный электрический контакт для изготовления тепловой защиты носовой части боеголовок баллистических ракет и возвращаемых космических кораблей.

Графит — До

История

История минерала графита достаточно запутанная и сложная для изучения, так как минерал очень похож на другие камни. Однако минералоги, изучающие историю камней, всё-таки находят некоторые сведения из истории происхождения и применения графита.

Они считают, что графитовый камень начали применять в средневековые времена. В любом месте на поверхности, где был обнаружен камень, он оставлял четкие жирные пятна. Когда древние люди заметили это, они стали использовать камень для письма и рисования. Позже, благодаря этому свойству, камень стали использовать в Англии. С помощью графитовых мелков английские пастухи делали отметки на шерсти овец, чтобы не упустить их из виду.

Самые первые художники создавали из графита мелки и подобие современных карандашей. С помощью них они писали картины, выполненные в стиле граффити. Инженеры и архитектуры использовали графитовые обломки для построения чертежей при проектировании различных зданий, сооружений, храмов.

Некоторые исследователи нашли первое упоминание о графите 4000 лет до нашей эры. Они утверждают, что минерал применялся первобытными людьми культуры Боян-Морица для украшения глиняной посуды. С помощью графитового камня они окрашивали предметы быта в сероватые и чёрные цвета, а также рисовали на них разнообразные узоры.

Историю названия камня связывают с известным минералогом и химиком Абрамом Вернером. В процессе составления физико-химического описания графита, учёный взял за основу свойство камня оставлять черный цвет за собой. Этим объясняется и древнегреческое название графита, означающее «писать, записывать».

Интересным фактом является и то обстоятельство, что имя первооткрывателя углерода науке до сих пор неизвестно, как и сам факт, какая из его форм – алмаз, графит – была открыта первой. Известно только, что углерод имеет 3 изотопа, два из которых стабильны, а один – радиоактивен и имеет период полураспада больше 5 тыс. лет. Изучение различных учебников химии 18 века тоже не дает четкого ответа о производных углерода. Среди опытов древних химиков часто применялось сжигание различных химических элементов и аллотропных веществ. Так в одном из трудов есть упоминание о сжигании алмаза, где подчеркивалось, что данный минерал лишь один сгорает без остатка. Ученый Лавуазье, проводя подобные опыты пришел к выводу, что алмаз является кристаллической формой углерода. Второй же аллотропный минерал углерода (графит) долгое время считали видоизмененной формой свинца и называли plumbago, пока химик Гитон де Морво осторожно не нагрел алмаз, превратив его в графит, а затем и в угольную кислоту.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Где используется?

Применение графита является неотъемлемой частью некоторых технологических процессов. Используется в таких отраслях, как машиностроение, атомная техника, металлургия, электротехника, химическая промышленность.

графитовые электроды

втулки из графита

При создании химической аппаратуры используются некоторые разновидности графита, пропитанные различными синтетическими смолами. Это вызвано свойством графита не вступать в реакцию с окислителями.

графитовый герметик для насосов

Из искусственного графита изготавливают торцевые уплотнения, подшипники, корпуса реакторов, футеровочные плитки.

Как производят графитовые стержни?

Процесс производства автоматизирован и делится на несколько этапов. Сначала из смеси глины с графитом производят сам грифель. От соотношения пропорций этих материалов зависит твердость будущего карандаша. Чем больше графита, тем мягче карандаш.

Глину дробят и смешивают с теплой водой, затем добавляют жидкое стекло для удаления примесей (песка). Далее в глину добавляется графит по рецептуре. Вся эта масса смешивается со связующим веществом из крахмала.

Стержневую массу доводят до определенной температуры и консистенции. На этом этапе производства должны выполняться строгие правила технологического процесса, в противном случае сырье будет испорчено. Полученное «тесто» пропускается через пресс, в котором формируется через специальные вальцы необходимое изделие с тремя зазорами. В результате этого процесса удаляются пузырьки воздуха. Если этот этап будет происходить с нарушением технологии, то будущий карандаш будет крошиться при нажиме.

Далее масса приобретает нужную форму и склеивается между двумя дощечками. На выходе получается всем нам знакомый карандаш.

Какие химические связи в кристалле наиболее прочные?

Ковалентная связь (когда электроны принадлежат одновременно двум атомам) встречается чаще и обычно более прочна. Так, в алмазе атомы углерода связаны ковалентными связями с ближайшими соседями в четырех направлениях, поэтому-то кристалл такой твердый.

Интересные материалы:

Как перекинуть все контакты с телефона на сим карту LG? Как перекинуть все на новый телефон? Как перекинуть все номера с симки на телефон? Как переклеить защитное стекло на телефон? Как переклеить защитное стекло на телефоне повторно? Как переключать каналы на телевизоре с помощью телефона? Как переключаться между аккаунтами Facebook на телефоне? Как переключить экран телефона на экран телевизора? Как переключить язык на телефоне? Как переключить язык в телефоне самсунг?