Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» М. И. НОВГОРОДОВА КРИСТАЛЛОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ ПОЛИМОРФОВ УГЛЕРОДА: ОТ ГРАФИТА ДО ГРАФЕНА Ростов-на-Дону Издательство Южного федерального университета 2009 УДК 548 ББК 24.5 Н 72 Печатается по решению редакционно-издательского совета Южного федерального университета Рецензенты: доктор физико-математических наук, профессор кафедры физики Ростовского государственного строительного университета, Снежков В. И.; доктор физико-математических наук, профессор кафедры физики кристаллов и структурного анализа Южного федерального университета Куприянов М. Ф. <...> Кристаллохимия природных полиморфов углерода: от графита до графена: монография / М. И. Новгородова. <...> ISBN 978-5-9275-0696-5 В монографии обобщаются результаты исследований разнообразных форм существования твердого углеродистого вещества – от тонкодисперсного рассеянного в терригенных толщах до сконцентрированного вплоть до залежей и скоплений графита, шунгита, угля. <...> Рассматриваются структурное состояние и химический состав углеродистого вещества. <...> Практическое значение для прогноза рудной минерализации имеют детально рассматриваемые минеральные парагенезисы углерода в различных типах минерализованных пород. <...> Химический состав и структурное состояние рассеянного углеродистого вещества. <...> Предграфитовые фазовые переходы в углеродистом веществе угольного ряда . <...> Битумоиды в составе углеродсодержащих минерализованных пород . <...> 110 4 ВВЕДЕНИЕ Минералогия углерода, включающая рассмотрение кристаллохимических и геохимических особенностей минеральных форм этого элемента в его свободной форме, не связанной в соединения, достаточно хорошо изучена для кристаллических модификаций – кубического алмаза, срастающегося с ним лонсдейлита, и гексагонального графита с примесью <...>
Кристаллохимия_природных_полиморфов_углерода_от_графита_до_графена.pdf
УДК 548
ББК 24.5
Н 72
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Южного федерального университета
Рецензенты:
доктор физико-математических наук, профессор кафедры физики
Ростовского государственного строительного университета,
Снежков В. И.;
доктор физико-математических наук, профессор кафедры физики
кристаллов и структурного анализа Южного федерального университета
Куприянов М. Ф.
Монография подготовлена и издана в рамках национального проекта
«Образование» по «Программе развития федерального государственного
образовательного учреждения высшего профессионального образования
“Южный федеральный университет” на 2007–2010 гг.»
Н 72
Новгородова М. И.
Кристаллохимия природных полиморфов углерода: от графита до
графена: монография / М. И. Новгородова. – Ростов н/Д: Изд-во ЮФУ,
2009. – 120 с.
ISBN 978-5-9275-0696-5
В монографии обобщаются результаты исследований разнообразных форм
существования твердого углеродистого вещества – от тонкодисперсного рассеянного
в терригенных толщах до сконцентрированного вплоть до залежей и скоплений
графита, шунгита, угля. Рассматриваются структурное состояние и химический
состав углеродистого вещества. Практическое значение для прогноза
рудной минерализации имеют детально рассматриваемые минеральные парагенезисы
углерода в различных типах минерализованных пород.
Книга как первое крупное научное обобщение минералогии и геохимии углерода
полезна для научных исследователей, аспирантов, студентов.
ISBN 978-5-9275-0696-5
УДК 548
ББК 24.5
Новгородова М. И., 2009
Южный федеральный университет, 2009
Оформление. Макет. Издательство
Южного федерального университета, 2009
2
Стр.2
Оглавление
Введение ........................................................................................................5
Глава 1. Распространенность углерода в природе.
Углеродные циклы .................................................................................8
1.1. Углеродный цикл в мантии Земли...................................................... 10
1.2. Углеродный цикл в земной коре ........................................................ 12
1.2.1. Продукты разложения биомассы в осадочных толщах............ 12
1.2.2. Углерод в абиогенных процессах минералогенеза ................... 16
Глава 2. Химические свойства и кристаллохимия углерода ...............21
2.1. Химические свойства ........................................................................ 21
2.2. Кристаллохимия углерода ................................................................. 22
2.2.1. Алмаз и лонсдейлит ................................................................... 23
2.2.2. Графит и карбины ...................................................................... 24
2.2.3. Фуллерены и фуллериты ............................................................ 26
Глава 3. Минералогия углеродистого вещества и графита ..................30
3.1. Состав и структура углеродистого вещества .................................... 32
3.1.1. Химический состав и структурное состояние рассеянного
углеродистого вещества ..................................................................... 32
3.1.2. Предграфитовые фазовые переходы
в углеродистом веществе угольного ряда ......................................... 40
3.1.3. Шунгит и твердые битумы ........................................................ 50
3.2. Битумоиды в составе углеродсодержащих
минерализованных пород ......................................................................... 52
3.2.1. Методы хромато-масс-спектрометрии
в определении состава битумоидов .................................................... 53
3.2.2. Результаты исследования ......................................................... 54
3.3. Графит и его политипное разнообразие ............................................. 63
3.4. Фуллерены и фуллериты в природе ................................................... 74
3
Стр.3
Глава 4. Минеральные парагенезисы рассеянного
углеродистого вещества .......................................................................88
Глава 5. Минеральные включения в шунгитах и углях ........................98
Глава 6. Минеральные включения в графите ......................................103
Заключение ...............................................................................................108
Литература ................................................................................................. 110
4
Стр.4