План лекции: Международная система единиц Атомно-молекулярное учение Стехиометрия химических реакций

Простые вещества. Простые вещества элемента углерода имеют полимерное строение. Электронная конфигурация двухатомной молекулы С₂ (σ_s^св)²(σ_s^разр)²(π_y,z^св)⁴ свидетельствует о том, что в ней атомы связаны посредством двух свя­зей.
В соответствии с характерными гибридными состояниями орбиталей атомы углерода могут объединяться в полимерные образования координационной (sp³), слоистой (sp²) и линейной структуры (sp). Этому соответствуют три типа простых веществ: алмаз, графит и карбин.
При обычной температуре элементарный углерод весьма инертен. При высоких же температурах он непосредственно взаимодействует со многими металлами и неметаллами. Углерод проявляет восстано­вительные свойства, что широко используется в металлургии. Окисли­тельные свойства углерода выражены слабо. Вследствие различия в структуре алмаз, графит и карбин по-разному ведут себя в химических реакциях.
Из графита изготовляют электроды, плавильные тигли, футеровку электрических печей и промышленных электролизных ванн и др. В ядерных реакторах его используют в качестве замедлителя ней­тронов. Графит применяется также как смазочный материал и т. д.
Исключительная твердость алмаза обусловливает его широкое при­менение для обработки особо твердых материалов, при буровых рабо­тах, для вытягивания проволоки и т. д. Наиболее совершенные крис­таллы алмаза используют после огранки и шлифовки для изготовления ювелирных изделий.
Благодаря большой адсорбционной способности древесного и жи­вотного углей они применяются для очистки веществ от примесей. Сажа используется в производстве черной резины, для изготовления красок, туши и т. д.
Сочетание атомов углерода разных гибридных состояний в единой полимерной структуре порождает множество аморфных форм углеро­да. Типичным примером аморфного углерода является так называе­мый стеклоуглерод, В нем беспорядочно связаны между собой структурные фрагменты алмаза, графита и карбина. Его получают термическим разложением некоторых углеродистых веществ. Стеклоуглерод — новый конструкционный материал с уникальными свойствами, не при­сущими обычным модификациям углерода. Стеклоуглерод тугоплавок (остается в твердом состоянии вплоть до 3700°С), по сравнению с боль­шинством других тугоплавких материалов имеет небольшую плот­ность (до 1,5 г/см³), обладает высокой механической прочностью, электропроводен. Стеклоуглерод весьма устойчив во многих агрессивных средах (расплавленных щелочах и солях, кислотах, окислителях и др.). Изделия из стеклоуглерода самой различной формы (трубки, цилинд­ры, стаканы и пр.) получают при термическом разложении углероди­стых веществ или прессованием стеклоуглерода. Уникальные свойства стеклоуглерода позволяют использовать его в атомной энергетике, электрохимических производствах, для изготовления аппаратуры для особо агрессивных сред. Стекловидное углеродистое волокно, обладая низкой плотностью, высокой прочностью на разрыв и повышенной тер­мостойкостью, может найти применение в космонавтике, авиации и других областях.