Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Плотность алмаза

Плотность алмаза и другие его физические свойства

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Алмаз – это одна из аллотропных модификаций химического элемента углерода. Алмаз образует бесконечную трехмерную структуру, в которой каждый атом углерода, находящийся в состоянии sp3— гибридизации, соединен равноценными ковалентными σ-связями с четырьмя соседними атомами, образующими тетраэдр.

Элементарные тетраэдры объединены в бесконечный изотропный кубический кристалл (рис. 1). Благодаря симметричному распределению электронной плотности отталкивание между валентными электронными папами минимально, а каркасная атомная структура алмаза отличается чрезвычайной энергетической устойчивостью.

Строение алмаза: а) кристаллическая решетка; б) каркас

Рис. 1. Строение алмаза: а) кристаллическая решетка; б) каркас.

Основные константы алмаза приведены в таблице ниже.

Таблица 1. Физические свойства и плотность алмаза.

Плотность, г/см3 (20oС)

3,51

Температура плавления, oС

3827

Температура кипения, oС

4827

Энергия атомизации, кДж/моль

710

Ширина запрещенной зоны, эВ

5,2

Длина ребра элементарной ячейки, нм

0,357

За счет меньшего удельного объема алмаза по сравнению с графитом при высоких давлениях (выше 4 Гпа) и температурах (выше 1500oС) графит превращается в алмаз. Этот процесс ускоряется в присутствии расплавленных металлов (Cr, Fe, Ni) и неметаллов (красный фосфор). Получаемые таким способом алмазы часто имеют черный цвет из-за включений гетероатомов. Принципиально новым методом синтеза кристаллов искусственных алмазов является выращивание их из раствора углерода в расплавленных карбонатах щелочноземельных металлов при высоких температурах и давлениях. Этим способом выращивают прозрачные кристаллы сантиметровых размеров.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1
Задание Определите плотность по кислороду смеси азота и оксида углерода (II), если объем первого газа в смеси равен 150 л, а второго – 350 л.
Решение Найдем объемные доли веществ в смеси:

φ = Vgas / Vmixture_gas;

φ (N2) = V(N2) / Vmixture_gas;

φ (N2) = 150 / (150 + 350) = 150 / 500 = 0,3.

φ (CO) = V(CO) / Vmixture_gas;

φ (CO) = 350 / (150 + 350) = 350 / 500 = 0,7.

Объемные доли газов будут совпадать с молярными, т.е. с долями количеств веществ, это следствие из закона Авогадро. Найдем условную молекулярную массу смеси:

Mrconditional (mixture) = φ (N2) ×Mr(N2) + φ (CO) ×Mr(CO);

Mrconditional (mixture) = 0,3 × 28 + 0,7 × 28 = 8,4 + 19,6 = 28.

Найдем относительную плотность смеси по метану:

DO2(mixture) = Mrconditional (mixture) / Mr(O2);

DO2(mixture) = 28 / 32 = 0,875.

Ответ Относительная плотность смеси газов азота и оксида углерода (II) по кислороду равна 0,875.
ПРИМЕР 2
Задание Плотность по фтору газовой смеси, состоящей из этана C2H6 и пропана C3H8, составляет 19,9. Вычислите условную молекулярную массу смеси газов.
Решение Относительная плотность смеси газов по водороду можно определить по следующей формуле:

DF2(mixture) = Mrconditional (mixture) / Mr(F2) = 19,9.

Отсюда, условная молекулярная масса смеси газов равна:

Mrconditional (mixture) = DF2(mixture) ×Mr(F2);

Mrconditional (mixture) = 19,9 ×38 = 756,2.

Ответ Условная молекулярная масса смеси газов равна 756,2.
Нужна помощь с
решением задач?
Более 500 авторов онлайн и готовы помочь тебе прямо сейчас! Цена от 20 рублей за задачу. Сейчас у нас проходит акция, мы дарим 100 руб на первый заказ.