Grafitna formula. Alotropija ogljika
Vsak od nas je uporabil preprost svinčnik z grafitno palico. Njegov odtis na papirju ni nič drugega kot ogljik. V našem članku boste izvedeli, kaj je formula grafita, njegove fizikalne in kemijske lastnosti.
Položaj ogljika v periodnem sistemu
Ogljik - element četrte skupine, drugo obdobje periodnega sistema kemijskih elementov DI Mendeleev. To je organogeno. Ta skupina vključuje tudi kisik, dušik in vodik. To pomeni, da so del vseh živih organizmov na planetu, ki so njihova osnova.
Ta položaj določa strukturo ogljikovega atoma. Na zunanji energije Obstajajo štirje elektroni. To pomeni, da se dani kemični element lahko kaže tako pozitivno kot negativno. oksidacijsko stanje (+4 ali - 4).
Koncept alotropije
Formula grafita kaže, da je samo ogljik v prosti obliki del te snovi. Čeprav se v naravi pogosto nahaja v obliki spojin. Takšni primeri so ogljikov dioksid in ogljikov monoksid apnenec, kreda, marmor.
Dejstvo je, da je grafitna formula v kemiji enaka kot pri diamantu. Ali je mogoče? Izkazalo se je, da imajo snovi z isto sestavo popolnoma različne lastnosti. Ta pojav se imenuje alotropija. Lahko je posledica števila atomov v molekuli snovi ali njihove prostorske razporeditve. Primer prvega primera je kisik. Če v molekuli obstajata dva atoma tega kemičnega elementa, nastane kisik in če so trije ozon.
Grafitna formula v kemiji
Ogljikova alotropija je prostorska. Bodite pozorni na spodnjo sliko. Prva je grafitna formula. Ogljikovi atomi tvorijo plasti, ki se nahajajo na precej oddaljenosti drug od drugega. Zato povezava med njimi ni močna. Vsakič, ko držimo grafitno palico na papirju, pustimo na sebi plast ogljika.
V kristalne rešetke diamant (prikazuje sliko na desni) razdaljo med atomi v vozliščih enako v vseh smereh. Takšna struktura zagotavlja trdnost povezav. Diamond je najtežja snov. Menijo, da ga ne moremo zlomiti.
Grafit: formula, kemijske in fizikalne lastnosti
Kot smo že povedali, je grafit ogljik. V skladu s tem je zapisano v kemiji kot C. Kljub dejstvu, da je formula diamanta in grafita podobna v kvalitativni sestavi, imajo te snovi velike razlike v lastnostih. To je posledica različne prostorske razporeditve atomov ogljika v njihovih molekulah.
Grafit je mehka siva snov s kovinskim sijajem. Brez težav je razslojena v majhne plošče in vodi električni tok. Znanstveniki so dokazali, da če se grafit segreje na 1600 stopinj Celzija pod tlakom 104 MPa v prisotnosti katalizatorjev, se bo spremenil v diamant. Na ta način v industriji prejemajo umetni nakit.
Grafit ni kemično aktivna snov. Odziva samo z določenimi solmi in alkalijskimi kovinami. Produkti takšnih reakcij so podobni vključki. Zgorevanje grafita v kisiku nastopi le pri zelo visokih temperaturah z nastankom ogljikov dioksid. Vendar pa vstopi v reakcijo fluoriranja. Tako nastane bel prah, katerega struktura se spreminja v cik-cak, kar zagotavlja boljše mazalne lastnosti v primerjavi z običajnim grafitom.
Razlike v modifikaciji ogljika
Ampak diamant je trdna prosojna in brezbarvna snov, ki ne vodi električnega toka. Čeprav so v naravi včasih rožnate, rumenkaste, modre ali zelene minerale. Formula diamanta in grafita v kemiji je enako zastopana z ogljikom - C. Vendar je zaradi kubičnega kristalnega sistema ta snov trdna in krhka. Predelani diamanti se imenujejo diamanti. Prav tako je presenetljivo, da v naravi ni mogoče najti dveh enakih kamnov. Morda zato ime v prevodu iz grščine pomeni "neprekosljivo".
Alotropija ogljika
Strukturno formulo grafita lahko umetno spreminjamo. Zaradi tega smo dobili celo vrsto alotropnih modifikacij ogljika. To so karbin, grafen in fulereni.
Prva snov ima linearno strukturo ogljikovih atomov. Lahko jih povežemo z dvojnimi ali izmeničnimi trojnimi in enojnimi vezmi. Karbin je črni prah s fino-kristalno strukturo. Njegova edinstvena značilnost je absolutna združljivost s tkivi človeškega telesa. Zaradi tega se karbin uporablja za proizvodnjo umetnih krvnih žil.
Grafen je enojna plast, sestavljena tudi iz ogljika. Takšna struktura je najbolj trpežna in tanka. Grafen se uporablja na različnih področjih nanotehnologije: izdelava preciznih instrumentov, umetne membrane, senzorske naprave.
Od atomov ogljika je še ena alotropna modifikacija ogljikovih fulerenov. Njihove molekule so okrogle ali eliptične s votlino v notranjosti. Fullereni se pridobivajo iz grafitnih hlapov med njihovo nadaljnjo lasersko obdelavo. Uporablja se kot polprevodnik, fotorezistor, celica baterij in električnih baterij, katalizator za rast diamantnega filma.
V članku smo tako pregledali strukturne značilnosti grafita. Ta snov je sestavljena iz ogljikovih atomov. Oblikujejo ločene plasti, povezave med katerimi niso zelo močne. Zato je grafit mehak, z lahkoto se odlepi v vodoravni smeri, ima sivo barvo s kovinskim leskom in dobro prenaša elektriko.