Химические взаимоотношения

Однако оказалось, что такое вещество чрезвычайно неустойчиво. Но химики не теряли надежду на то, что если в цепочке соединить не четыре, а несколько сотен или тысяч ацетиленовых звеньев, то новое вещество будет устойчивым.
После долгих поисков группе советских ученых — А. М. Сладкову, В. В. Коршану, Ю. П. Кудрявцеву и В. И. Косаточкину удалось найти способ получения новой, не известной в природе формы кристаллического углерода. Для этого ацетилен (С2Н2) пропустили в раствор соли меди. Медь замещала водород в молекулах газа. Образовавшиеся таким образом меди окисляли водным раствором хлорного железа. При этом и происходило связывание отдельных ацетиленовых звеньев в длинную нить. Продукт очищали от различных примесей кипячением с фтористоводородной кислотой.
Вещество представляет собой порошок черного цвета с вкраплениями отдельных более крупных частиц со стеклянным блеском. Его назвали карбином (по латыни углерод — карбонеум, а суффикс «ин» дают веществам с тройными связями).
Длина цепочек колеблется от 500 до 2000 А, и, следовательно, в молекулу входит до двух тысяч атомов углерода. В химическом отношении карбин оказался веществом весьма инертным. Он не реагирует при комнатной температуре с хлором и бромом и лишь при 400-500 °С разрушается хлором. При нагревании в токе аргона до 2800°С карбин превращается в графит. Примечательны физические свойства третьей модификации углерода. Он, как и некоторые разновидности алмаза, обладает свойствами полупроводника, а при облучении его светом проводимость материала резко возрастает.
Открытие карбина позволяет разрабатывать способы получения новых, значительно обуглероженных продуктов с ценными физико-химическими свойствами, например полимерных светочувствительных материалов, сверхпрочных волокон, термостойких материалов, стабильных резисторов, полупроводниковых материалов и т. п.
Высокая химическая устойчивость и жаропрочность, сравнительно малая плотность, абсолютная немагнитность и многие другие свойства кристаллического углерода стимулируют поиски новых углеродных материалов. Весьма перспективным направлением таких исследований является синтез гибридных веществ, сочетающих отдельные свойства алмаза, графита и карбина. Первые шаги в этом направлении уже сделаны. Из каменного угля получено углеродное стекло, сочетающее жаропрочность и химическую устойчивость графита со свойствами полупроводника и обладающее еще меньшей плотностью. Поиски продолжались.
И вот в середине 70-х годов советские химики-теоретики Д. А. Бочвар и Е. Г. Гальперн, проведя квантовомеханический расчет, пришли к выводу о возможности существования двух новых молекул углерода. Обе эти молекулы относятся к категории не полимеров, как алмаз, графит и карбин, а представляют собой многогранники. Одна из этих гипотетических молекул образована 12 пятиугольниками с особым образом чередующимися двойными связями и получила название карбододекаэдра. Вторая молекула должна иметь еще более сложное строение — это многогранник, состоящий из 12 пятиугольников и 20 шестиугольников. В ней также некоторые атомы имеют двойные связи. Эту молекулу назвали
Оба углеродных многогранника еще не получены и синтез их представляет огромные трудности. Поэтому пока можно лишь фантазировать, какими свойствами будут обладать эти системы.