Углерод, Carboneum, C. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Углерод, Carboneum, C - хим. элемент IV группы периодич. системы элементов, ат. номер 6, ат. масса 12,011; относится к неметаллам. В природе представлен стабильными ¹²C (98,90%) и ¹³C (1,10%); в земной атмосфере постоянно присутствует в ничтожных концентрациях (ок. 10^-14 ат%) b-радиоактивный ¹⁴C (T_1/2 = 5717 лет), образующийся в ядерной реакции с участием космич. нейтронов: ¹⁴N(n, р)¹⁴С. Электронная конфигурация 1s²2s²p². Энергии последоват. ионизации 11,260; 24,382; 47,883; 64,492 и 392,09 эВ. Радиус атома С 77 пм, иона C⁴⁺ 20 пм. Значение электроотрицательности 2,5. Масса нуклида ¹²C принята равной точно 12, a ¹/₁₂ её наз. атомной единицей массы. Эфф. сечение захвата тепловых нейтронов природного У. мало (0,0034 · 10 ^-28 м²).

Углерод существует в неск. модификациях, свойства к-рых резко различны: графит, алмаз, карбин (получен искусственно), лонсдейлит (получен искусственно, затем обнаружен в метеоритах) и фуллерит (см. Фуллерены; )наиб. важны графит и алмаз. Графит-серо-чёрный, мягкий, жирный на ощупь, слоистый материал. Структура гексагональная с параметрами решётки а = 245,6 пм и с =669,6 пм. t_пл ок. 4000 ^oC (наивысшая среди всех известных веществ), t _кипoк. 4200 ^oC. В тройной точке "твёрдый графит-пар - жидкость" давление ок. 10,5 МПа, температура 4492 ^oC. Значение уд. теплоёмкости с_р = 8,736 Дж/(моль · К). Уд. элек-трич. сопротивление при 20 ^oC 13,0 мкОм^.м, при 2500 ^oC 15,0 мкОм·м, температурный коэф. электрич. сопротивления 0,4^.10^-3K^-1. Магн. восприимчивость графита c= - 1,22 · 10 ^-9. Многие характеристики графита анизотропны. Так, вдоль оси с и в перпендикулярном направлении характеристич. температуры Дебая соответственно равны 2280 и 760 К, теплопроводность при 300 ^oC 1,56 и 281 Вт/(м^.К), коэф. линейного расширения при 0^oC 27,2·10 ^-6 и 12,7·10^-6K^-1. TB. графита по шкале Мооса равна 1; временное сопротивление при растяжении графита лежит в интервале 0,3-17 МПа в зависимости от его качества.

Алмаз-прозрачный, твёрдый, сильно преломляющий свет (показатель преломления n= 2,407-2,465) кристалл, окраска к-рого определяется примесями и др. дефектами структуры. Решётка алмаза - кубическая, её параметр 356,679 пм. Плотн. 3,515 кг/дм . При нагревании до 1800 ^oC в отсутствие кислорода превращается в графит. В тройной точке "алмаз - графит - жидкость" давление 12,4 ГПа и температура 3000 ^oC. TB. алмаза - наибольшая из всех известных веществ, по шкале Мооса она равна 10. Диэлектрик, хорошо проводит тепло. Магн. восприимчивость c=-0,492 · 10^-9. Характеристич. темп-pa Дебая 1860 К. Драгоценный камень, спец. образом огранённые алмазы - бриллианты; существует спец. единица массы алмаза - карат (равна 0,2 г); природные алмазы достигают 1000 карат. Искусств. алмазы получают в аппаратах высокого давления при температурах 1300-1600 ^oC и давлениях 4,5-8,0 ГПа.

Углерод во всех модификациях химически относительно инертен. В соединениях проявляет степени окисления +4, -4 и реже +2 и -2. При взаимодействии с кислородом образует углекислый газ (диоксид У.) CO₂ и сильно ядовитый угарный газ (монооксид углерода) СО. При растворении в воде CO₂ образует слабую угольную кислоту H₂CO₃, соли к-рой (карбонаты) широко представлены в природе (мрамор, доломит и др.) и применяются в технике (сода Na₂CO₃, поташ K₂CO₃ и др.). Важная особенность атомов углерода - образовывать цепочки атомов -С-С-С-, возможны также многоатомные шарообразные и цилинд-рич. образования углерода - фуллерены. Химия углерода наз. органической, к соединениям углерода относятся углеводы, белки, жиры и др. вещества, составляющие организмы и продукты их жизнедеятельности.

Углерод образует с др. элементами твёрдые соединения - карбиды (напр., близкий по твёрдости к алмазу карборунд SiC, карбид бора B₄C, также обладающий высокой твёрдостью карбид железа Fe₃C, входящий в состав сталей). У.- осн. элемент углей, он составляет 91-99,5% кокса, к-рый применяется в металлургии. Из графита изготовляют электроды, мембраны микрофонов, грифели карандашей, графитовые смазки. Специально обработанный углерод - т. н. активированный углерод, характеризующийся высокой уд. поверхностью (до 100 м²/г и выше), используют как сорбент. Высокочистый графит служит замедлителем нейтронов в ядерных реакторах. Алмаз применяют как абразивный материал для обработки металлов и др. материалов. Искусств. радионуклид ¹⁴C в форме разл. соединений используют в хим., биол. и медицинских исследованиях.

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10¹¹ раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.