Химические соединения

Аморфный углерод

Амо́рфный углеро́д, химически активный , не имеющий . Как и другие аморфные формы, может иметь ближний порядок в расположении (в отличие от и , у которых наблюдается дальний порядок).

Аморфный углерод часто обозначается как aC в общем случае, aC:H для гидрогенизированного аморфного углерода или ta-C для тетраэдрального аморфного углерода (известного как ). К аморфному углероду относят также сажу, , , различные виды и др. Аморфный углерод может иметь турбостратную, ламеллярную, графитоподобную или разупорядоченную, трёхмерно сшитую структуру.

Активированный уголь. Пример аморфного углеродаАктивированный уголь. Пример аморфного углерода.Аморфный углерод имеет локализованные π-электроны (в отличие от делокализованной ароматической системы в графите) и образует связи, которые не встречаются в других углерода. Аморфный углерод содержит большое количество свободных связей (из-за чего он имеет высокую химическую активность), что приводит к отклонениям в межатомном расстоянии на более чем 5 % и к изменениям в валентных углах между атомами углерода по сравнению с другими аллотропами. Аморфный углерод может быть стабилизирован присоединением атомов к атомам углерода со свободными связями.

Выбор того или иного способа получения сильно влияет на свойства и структуру будущего аморфного углерода. Его получают с помощью , углеродсодержащего сырья, , в расплаве, полимеров и т. д.

Структура и свойства аморфного углерода зависят от соотношения sp2- и sp3-гибридизованных связей в материале. Например, связи в графите находятся только в sp2-гибридизации, а в алмазе только в sp3-гибридизации. Наличие sp2-связей в том или ином соотношении придают аморфному углероду такие свойства, как , гибкость, , в то время как sp3-связи обеспечивают высокую твёрдость и химическую инертность. Для определения соотношения sp2/sp3 в аморфном углероде используют сравнение различных пиков спектра (, , спектроскопия характеристических потерь энергии электронами) с таковыми для графита или алмаза.

Аморфный углерод в зависимости от способа получения и структуры может обладать различными свойствами: низкой плотностью, высокой удельной поверхностью, равномерным распределением пор по размерам, термической, химической и механической стабильностью и др. Данный материал используется и перспективен в применении как , носитель для , прочное покрытие для защиты изделий, наполнитель для , в электронике, и др.

  • Аллотропные модификации