अनाकार कार्बन: प्रकार, गुण और उपयोग - रसायन विज्ञान - 2025

अनाकार कार्बन किसी भी बहुरूपी कार्बन आणविक दोषों और अनियमितताओं से भरा संरचनाओं है। अलॉट्रोपे शब्द एक एकल रासायनिक तत्व को संदर्भित करता है, जैसे कि कार्बन परमाणु, विभिन्न आणविक संरचनाओं का निर्माण; कुछ क्रिस्टलीय, और अन्य, जैसा कि इस मामले में, अनाकार।

अनाकार कार्बन में लंबी दूरी की क्रिस्टलीय संरचना का अभाव होता है जो हीरे और ग्रेफाइट की विशेषता रखता है। इसका मतलब यह है कि ठोस के क्षेत्रों को देखने पर संरचनात्मक पैटर्न थोड़ा स्थिर रहता है जो एक दूसरे के बहुत करीब होते हैं; और जब वे दूर होते हैं, तो उनके मतभेद स्पष्ट हो जाते हैं।

जलता हुआ कोयला। स्रोत: पिक्साबे

अनाकार कार्बन की भौतिक और रासायनिक विशेषताएँ या गुण भी ग्रेफाइट और हीरे से भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, लकड़ी का दहन (शीर्ष छवि) का एक प्रसिद्ध लकड़ी का कोयला है। यह चिकनाई नहीं है, और यह चमकदार भी नहीं है।

प्रकृति में कई प्रकार के अनाकार कार्बन होते हैं और इन किस्मों को कृत्रिम रूप से भी प्राप्त किया जा सकता है। अनाकार कार्बन के विभिन्न रूपों में कार्बन ब्लैक, सक्रिय कार्बन, कालिख और चारकोल हैं।

बिजली उत्पादन उद्योग में टेक्सटाइल और स्वास्थ्य उद्योगों के साथ-साथ अनाकार कार्बन का महत्वपूर्ण उपयोग है।

अनाकार कार्बन के प्रकार

उन्हें वर्गीकृत करने के लिए कई मापदंड हैं, जैसे कि उनकी उत्पत्ति, संरचना और संरचना। उत्तरार्द्ध ² और सपा ³ संकरण के साथ कार्बन के बीच संबंध पर निर्भर करता है; वह है, जो क्रमशः एक विमान या टेट्राहेड्रोन को परिभाषित करते हैं। इसलिए, इन ठोस पदार्थों के अकार्बनिक (खनिज) मैट्रिक्स बहुत जटिल हो सकते हैं।

इसकी उत्पत्ति के अनुसार

प्राकृतिक उत्पत्ति का अनाकार कार्बन है, क्योंकि यह ऑक्सीकरण और कार्बनिक यौगिकों के अपघटन के रूपों का उत्पाद है। इस प्रकार के कार्बन में कार्बाइड से प्राप्त कालिख, कोयला और कार्बन शामिल हैं।

सिंथेटिक एमोर्फस कार्बन कैथोडिक आर्क डिपोजिशन तकनीकों और स्पटरिंग द्वारा निर्मित होता है। कृत्रिम रूप से, हीरे की तरह अनाकार कार्बन कोटिंग्स या अनाकार कार्बन फिल्मों का निर्माण भी किया जाता है।

संरचना

एम ² या एसपी ³ बॉन्ड के अनुपात के आधार पर अनाकार कार्बन को भी तीन बड़े प्रकारों में बांटा जा सकता है । अनाकार कार्बन है, जो तथाकथित तात्विक अनाकार कार्बन (aC), हाइड्रोजनीकृत अनाकार कार्बन (aC: H), और टेट्राहेड्रल अनाकार कार्बन (ta-C) से संबंधित है।

मौलिक अनाकार कार्बन

अक्सर ईसा पूर्व या ईसा पूर्व संक्षिप्त, इसमें सक्रिय कार्बन और कार्बन ब्लैक शामिल हैं। इस समूह की किस्मों को जानवरों और वनस्पति पदार्थों के अधूरे दहन द्वारा प्राप्त किया जाता है; यही कारण है, वे ऑक्सीजन के एक stoichiometric घाटे के साथ जला।

वे अपनी संरचना या आणविक संगठन में sp ² बॉन्ड का उच्च अनुपात प्रस्तुत करते हैं। उन्हें समूहीकृत विमानों की एक श्रृंखला के रूप में कल्पना की जा सकती है, अंतरिक्ष में विभिन्न झुकावों के साथ, टेट्राहेड्रल कार्बन का एक उत्पाद जो पूरे में विषमता को स्थापित करता है।

उनसे, इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों और सामग्री विकास के साथ नैनोकोम्पोजिट को संश्लेषित किया गया है।

हाइड्रोजनीकृत अनाकार कार्बन

बीसी के रूप में संक्षिप्त: एच या एचएसी। इनमें कालिख, धुआँ, निकाला गया कोयला जैसे कोलतार और डामर शामिल हैं। जब किसी शहर या कस्बे के पास पहाड़ में आग लग जाती है, तो यह आसानी से अलग हो जाता है, जहां यह हवा की धाराओं में मनाया जाता है जो इसे नाजुक काली पत्तियों के रूप में ले जाते हैं।

जैसा कि इसके नाम से पता चलता है, इसमें हाइड्रोजन होता है, लेकिन सहसंयोजक कार्बन परमाणुओं से जुड़ा होता है, और आणविक प्रकार (एच ₂) का नहीं। यही है, सीएच बांड हैं। यदि इन बांडों में से एक को हाइड्रोजन जारी किया जाता है, तो यह एक अप्रकाशित इलेक्ट्रॉन के साथ एक कक्षीय होगा। यदि इन अप्रकाशित इलेक्ट्रॉनों में से दो एक-दूसरे के बहुत करीब हैं, तो वे बातचीत करेंगे, जिससे तथाकथित लटकने वाले बंधन हो जाएंगे।

इस तरह के हाइड्रोजनीकृत अनाकार कार्बन के साथ, टा-सी के साथ बनाई गई फिल्मों की तुलना में कम कठोरता की फिल्में या कोटिंग प्राप्त की जाती हैं।

टेट्राहेड्रल अनाकार कार्बन

ता-सी के रूप में संक्षिप्त, जिसे हीरे जैसा कार्बन भी कहा जाता है। इसमें sp ³ हाइब्रिड बॉन्ड का उच्च अनुपात होता है ।

अनाकार कार्बन फिल्मों या एक अनाकार टेट्राहेड्रल संरचना के साथ कोटिंग्स इस वर्गीकरण से संबंधित हैं। उनके पास हाइड्रोजन की कमी है, उच्च कठोरता है, और उनके कई भौतिक गुण हीरे के समान हैं।

आणविक रूप से, इसमें टेट्राहेड्रल कार्बोन होते हैं जो एक लंबी दूरी की संरचनात्मक पैटर्न पेश नहीं करते हैं; हीरे में रहते हुए, क्रिस्टल के विभिन्न क्षेत्रों में क्रम स्थिर रहता है। टा-सी क्रिस्टल के एक निश्चित क्रम या पैटर्न की विशेषता प्रस्तुत कर सकता है, लेकिन केवल छोटी सीमा पर।

रचना

कोयले को काली चट्टान की परतों के रूप में व्यवस्थित किया जाता है, जिसमें सल्फर, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन जैसे अन्य तत्व होते हैं। यहाँ से कोयला, पीट, एन्थ्रेसाइट और लिग्नाइट जैसे अनाकार कार्बन उत्पन्न होते हैं। एन्थ्रेसाइट उन सभी की उच्चतम कार्बन संरचना के साथ एक है।

गुण

ट्रू एंफॉरसस कार्बन में स्थानीयकृत or बॉन्ड होते हैं, जो अंतर-दूरी और अंतर में बॉन्ड कोण में विचलन के साथ होते हैं। इसमें ² और sp ³ हाइब्रिड बॉन्ड होते हैं जिनका संबंध अनाकार कार्बन के प्रकार के अनुसार भिन्न होता है।

इसके भौतिक और रासायनिक गुण इसके आणविक संगठन और इसके माइक्रोस्ट्रक्चर से संबंधित हैं।

सामान्य तौर पर, इसमें उच्च स्थिरता और उच्च यांत्रिक कठोरता, गर्मी के प्रतिरोध और पहनने के लिए प्रतिरोध के गुण होते हैं। इसके अलावा, इसकी उच्च ऑप्टिकल पारदर्शिता, कम घर्षण गुणांक और विभिन्न संक्षारक एजेंटों के प्रतिरोध की विशेषता है।

अनाकार कार्बन विकिरण के प्रभावों के प्रति संवेदनशील है, अन्य गुणों के बीच उच्च विद्युत स्थिरता और विद्युत चालकता है।

अनुप्रयोग

विभिन्न प्रकार के अनाकार कार्बन में से प्रत्येक की अपनी विशेषताओं या गुण हैं, और बहुत विशेष उपयोग हैं।

लकड़ी का कोयला

कोयला एक जीवाश्म ईंधन है, और इसलिए यह ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण स्रोत है, जिसका उपयोग बिजली बनाने के लिए भी किया जाता है। कोयला खनन उद्योग के पर्यावरणीय प्रभाव और बिजली संयंत्रों में इसके उपयोग पर आज गर्म बहस हुई है।

सक्रिय कार्बन

यह पीने के पानी से दूषित पदार्थों के चयनात्मक अवशोषण या निस्पंदन के लिए उपयोगी है, समाधानों को कम करता है, और यहां तक ​​कि सल्फर गैसों को भी अवशोषित कर सकता है।

कार्बन ब्लैक

कार्बन ब्लैक का उपयोग व्यापक रूप से पिगमेंट, प्रिंटिंग स्याही और विभिन्न प्रकार के पेंट बनाने में किया जाता है। यह कार्बन आम तौर पर रबड़ की वस्तुओं की ताकत और प्रतिरोध में सुधार करता है।

रिम्स या टायरों में भराव के रूप में, यह पहनने के लिए उनके प्रतिरोध को बढ़ाता है, और सूरज की रोशनी से होने वाली गिरावट से सामग्री की रक्षा करता है।

अनाकार कार्बन फिल्म्स

फ्लैट पैनल डिस्प्ले और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक की किस्मों में अनाकार कार्बन फिल्मों या कोटिंग्स का तकनीकी उपयोग बढ़ रहा है। एसपी ² और एसपी ³ बॉन्ड के अनुपात का मतलब है कि अनाकार कार्बन फिल्मों में परिवर्तनीय घनत्व और कठोरता के ऑप्टिकल और यांत्रिक गुण हैं।

इसी तरह, वे विरोधी चिंतनशील कोटिंग्स में, रेडियोलॉजिकल सुरक्षा के लिए कोटिंग्स में, अन्य उपयोगों के बीच उपयोग किए जाते हैं।

संदर्भ

1. कंपकंपी और एटकिंस। (2008)। अकार्बनिक रसायन शास्त्र। (चौथा संस्करण)। मैक ग्रे हिल।
2. विकिपीडिया। (2018)। अनाकार कोयला। से पुनर्प्राप्त: en.wikipedia.org
3. कूची ए। (2014) एमोर्फस कार्बन। में: एमिल्स आर एट अल। (eds) एस्ट्रोबायोलॉजी ऑफ एस्ट्रोबायोलॉजी। स्प्रिंगर, बर्लिन, हीडलबर्ग।
4. यामी। (21 मई, 2012)। कार्बन के ऐलोट्रोपिक रूप। से पुनर्प्राप्त: quimicaorganica-mky-yamile.blogspot.com
5. विज्ञान प्रत्यक्ष। (2019)। अनाकार कार्बन। से पुनर्प्राप्त: scoubleirect.com
6. रुबियो-रॉय, एम।, कोर्बेला, सी। और बर्ट्रान, ई। (2011)। फ्लोराइनेटेड एमोर्फस कार्बन थिन फिल्म्स के ट्राइबोलॉजिकल गुण। से पुनर्प्राप्त: researchgate.net