化学的无定形炭是什么？

无定形碳又称为过渡态碳，是碳的同素异形体中的一大类，在炭素材料学历史上，曾与石墨、金刚石并立，被认为是碳元素三种存在状态之一。

无定形碳的共同特点是：

(1)C/H原子比大于10；

(2)X光衍射图中的反射线模糊不清，从总体上看是非晶态的。但这类炭质材料，不像非晶金属那样形成完全杂乱无序的原子凝集体，即呈现所谓完全无定形。碳的价电子最易取能量低的sp2杂化轨道(见碳原子杂化轨道)，形成六角碳网平面，即使在惰性气体中把金刚石加热到1800℃，金刚石也会转化为石墨。

无定形碳中还含有直径极小的(<30nm)二维石墨层面或三维石墨微晶，在微晶边缘上存在大量不规则的键。呋哺树脂经缓慢炭化制得的玻璃炭，除含有大量的sp2碳外，还含有不少的sp3碳。用低温化学气相沉积法制得的金刚石薄膜，虽然其中碳原子以sp3键合为主，但也有少量碳原子以sp2方式互相键合。总之不能用单一的结构模式来表征这一大类物质，用炭质材料或过渡态碳来表述比较合适。

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解析:

无定形碳是碳的同素异形体之一。

无定形碳顾名思义没有特定形状和周期性结构的规律，但它内部原子的排列可从三种晶态碳的单质结构来理解。无定形碳涉及的面很广，日常生活和工农业生产中常用到无定形碳。例如，煤，木炭，焦炭，活性炭，炭黑，碳纤维，玻璃态碳，纳米碳管和葱头形颗粒等都归属于无定形碳。

大部分无定形碳是石墨层型结构的分子碎片大致相互平行地，无规则地堆积在一起，可简称为乱层结构。层间或碎片之间用金刚石结构的四面体成键方式的碳原子键连起来，这种四面体的碳原子所占的比例多，则比较坚硬，如焦碳和玻璃态碳等。纳米碳管和葱头形颗粒等结构可从球碳的结构出发来理解。

无定形碳中石墨层的大小，因制造不同工业用途的品种和工艺而异，例如，用作橡胶填充剂的炭黑及作吸附剂用的活性炭等，它们的主体是石墨乱层结构的颗粒。粒径约为几个纳米，层间距离接近石墨晶体中的数值，约为0.34nm，碳纤维中的石墨层呈卷曲状，沿纤维轴方向延伸，煤的结构很复杂，由于生成的条件不同，石墨化程度不同，氢、氧、氮等的含量差异很大，结构的差异也很大。

在15世纪就已知道属于无定形碳的木炭具有吸附性。19世纪在提纯白糖时就开始使用木炭。以后又对无定形碳进行很多处理，产生了一些种类。

无定形碳跟少量砂子、氧化铁催化剂混合，在约3500℃中加热，使产生的碳蒸气凝聚，可得人造石墨。

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