Номер 10, страница 428 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 83. Неорганические материалы. Глава 9. Химия на службе обществу - номер 10, страница 428.

Условие.

10. Какие вы знаете сверхтвёрдые материалы? Назовите их.

Решение.

Решение 2.

10. Сверхтвёрдыми материалами называют класс материалов, твёрдость которых по шкале Виккерса превышает 40 гигапаскалей (ГПа). Эти вещества характеризуются чрезвычайно высокой устойчивостью к механическому воздействию (царапанию, истиранию) благодаря прочным и коротким межатомным связям в их кристаллической структуре. Вот некоторые из наиболее известных сверхтвёрдых материалов:

• Алмаз — эталон твёрдости, как природный, так и синтетический. Является аллотропной формой углерода, в которой каждый атом связан с четырьмя другими прочнейшими ковалентными связями, образуя тетраэдрическую структуру. Его твёрдость составляет от 70 до 150 ГПа.
• Лонсдейлит (гексагональный алмаз) — другая аллотропная модификация углерода с гексагональной кристаллической решёткой. Обнаружен в метеоритах. Теоретические расчёты показывают, что он может быть на 58% твёрже обычного алмаза, однако получение чистых образцов для экспериментального подтверждения затруднено.
• Кубический нитрид бора ($c$-BN) — второй по твёрдости материал после алмаза (твёрдость около 45–50 ГПа), получаемый синтетически. Его кристаллическая структура аналогична алмазу, но состоит из чередующихся атомов бора и азота. В отличие от алмаза, он химически инертен при высоких температурах в присутствии железа, что делает его идеальным для обработки стальных сплавов. Известен под торговыми марками эльбор, боразон.
• Вюрцитный нитрид бора ($w$-BN) — гексагональная модификация нитрида бора, аналог лонсдейлита. Как и лонсдейлит, по теоретическим данным может превосходить алмаз по твёрдости.
• Карбид бора ($B_4C$) — очень твёрдый керамический материал, твёрдость которого находится на границе определения сверхтвёрдых материалов (около 35–40 ГПа). Он лёгок, износостоек и используется в бронежилетах, соплах для пескоструйной обработки и как поглотитель нейтронов в ядерных реакторах.
• Диборид рения ($ReB_2$) — синтетический материал, который можно получить при атмосферном давлении. Его твёрдость сопоставима с твёрдостью кубического нитрида бора, но сильно зависит от направления (анизотропна).
• Агрегированные алмазные наностержни (ADNR) — также известны как «гипералмаз». Это самая твёрдая из всех известных форм углерода, полученная путём сжатия фуллерита ($C_{60}$) при высоком давлении. Считается самым твёрдым и наименее сжимаемым из известных материалов.

Ответ: Наиболее известные сверхтвёрдые материалы: алмаз, лонсдейлит, кубический нитрид бора ($c$-BN), вюрцитный нитрид бора ($w$-BN), карбид бора ($B_4C$), диборид рения ($ReB_2$), агрегированные алмазные наностержни (ADNR).