13 фактов, которые вы должны знать
Графит представляет собой аллотропную форму углерода, состоящую из мешочков углеродных слоев. Дайте нам знать о проводящей природе графита.
Графит является хорошим проводником электричества, хотя объемный углерод не способствует проводимости. В наномасштабе ориентация атомов углерода в решетке графита направлена в разные стороны, поэтому в графите возможна электропроводность.
Графит представляет собой кристаллическое твердое вещество с четко определенной элементарной ячейкой, которая вносит большой вклад в электрическую проводимость. Остановимся на фактах, связанных с электропроводностью графита.
Можно ли использовать графит в качестве электрического проводника?Графит широко используется в качестве сухой смазки. Давайте сосредоточимся на том, как графит используется в качестве электрического проводника.
Графит является наиболее стабильным изотопом углерода, используемым только для электропроводности на короткие расстояния, например, в щетках двигателей постоянного тока.
Его нельзя реализовать как электрический проводник в длинных проводах из-за прочности на растяжение и гибкости.
Графит механически слаб, не такой гибкий и не обладает свойством растяжения. Графит обладает большим сопротивлением, чем медь, поэтому он в основном используется в резисторах и реостатах.
Как графит является электрическим проводником?Материал считается электропроводящим, если электроны во внешней оболочке смещаются. Представим процесс электропроводности в графите.
Структура связи атомов углерода в графите подобна слоям, в которых каждый атом углерода связан связью с тремя другими атомами, оставляя один запасной валентный электрон. Запасной электрон может свободно перемещаться по решетке, неся заряды. Этим способом, графит действует как электрический проводник.
Графит состоит из слоев атомов углерода, дополнительный электрон на углерод может генерировать море делокализованных электронов, доступных для проводимости.
Электропроводность материала определяет его количественное измерение доступных зарядов. Покажем причину электропроводности в графите.
Графит проводит электричество, потому что он состоит из слабо связанных пи-электронов со слабым вандер-ваальсовым взаимодействием на каждом слое. Таким образом, эти пи-электроны легко освобождаются для движения и несут большое количество зарядов вдоль структуры решетки для проведения электричества.
Поток делокализованных электронов из каждого слоя несет заряды. Это делает путь свободным от другого трафика для проводимости из-за слабой силы Вандер-Ваальса между слоями.
Когда графит проводит электричество?Материал может проводить электричество, когда освобождается электрон на каждый атом. Дайте нам знать сценарий электропроводности в графите.
Когда слои графена собираются вместе, образуя сплошной графит, образуется море свободных электронов.
В этих условиях графит может проводить электричество.
Электрический проводник – это любой материал, способный пропускать через себя электрический ток. Продемонстрируем электропроводность графита.
Электропроводность графита приблизительно оценивается примерно в 104 Scm-1. Электропроводность в графите всегда имеет место перпендикулярно углеродным слоям.
Является ли графит хорошим проводником электричества?Материал называется хорошим проводником, когда он имеет максимальную тенденцию к созданию свободного электрона после связывания. Давайте выясним, как графит может быть хорошим проводником.
Графит является хорошим проводником электричества. Тенденция создавать подвижный электрон на каждый атом углерода делает графит хорошим проводником. Эти подвижные электроны блуждают по решетке, неся заряды, создавая дырку, обеспечивающую хорошую электропроводность в графите.
Графит представляет собой многослойное хрупкое твердое тело, и каждый слой известен как графен. Изобразим связующую структуру графита.
- Структура графита – атомы углерода выстроены в виде сот. Каждый атом углерода находится в состоянии sp3-гибридизации, имеющей тригонально-плоскую геометрию.
- Связывание графита – каждый атом углерода удерживается прочной ковалентной связью. Длина связи между каждым атомом составляет 0.142 нм, а межплоскостное расстояние — 0.335 нм.
Изображение кредита: Викимедиа общийs
Существует две формы расположения графита, основанные на укладке графеновых слоев в решетку, называемые альфа- и бета-графитом. Последовательность расположения альфа-графита в слое — АВАВ, а бета-графита — АВСАВС.
Свойства графитаГрафит представляет собой твердое вещество, обладающее физическими и химическими свойствами.
Давайте разберемся с некоторыми свойствами графита.
- Графит является кристаллическим по своей природе мягким и мыльным на ощупь.
- Графит — непрозрачное вещество серовато-черного цвета.
- Графит гладкий, скользкий и легче алмаза.
- Графит может проводить тепло и электричество.
- Графит не токсичен и негорюч.
- Графит имеет высокую температуру плавления и кипения.
Графит обладает высокой теплостойкостью, поэтому его используют в качестве электрического проводника. Давайте перечислим некоторые из применений графита в качестве электрического проводника.
- Портативные электронные устройства состоят из аккумуляторов, изготовленных с использованием графита. Портативные проигрыватели компакт-дисков, ноутбуки, мобильные телефоны, планшеты, даже батареи электромобилей используют графит.
- Графит используется в качестве электрода в электрохимической ячейке.
- Графит также используется в электрических щетках и электрических красках.
Теплопроводность в любом материале аналогична электропроводности. Разберемся с теплопроводностью графита.
Графит является хорошим проводником тепла. Он проводит тепло из-за слабого вендер-ваальсова взаимодействия между графеновыми слоями. Поскольку графит состоит из одного свободного электрона на самой внешней оболочке углерода, вызванного делокализованной связью в слое, что приводит к теплопроводности.
Почему графит имеет высокую температуру плавления?Значение температуры плавления некоторых материалов зависит от наличия силы Вандер-Ваальса. Обсудим температуру плавления графита.
Шестиугольная структура удерживает слои графита за счет силы Вандер-Ваальса между параллельными слоями, и ковалентная связь между молекулами становится сильнее, что требует большого количества энергии для разрыва взаимодействия.
Таким образом, графит имеет высокую температуру плавления, чтобы разорвать связь.
Алмаз также является аллотропом углерода, отличным от графита из-за расположения углерода в решетке. Остановимся на электропроводности алмазов.
Алмаз является плохим проводником электричества, потому что он состоит из углерода с четырьмя валентными электронами, в которых каждый электрон участвует в соединении с другим соседним атомом, и не остается ни одного свободного электрона, свободно перемещающегося по решетке для переноса зарядов.
Другой причиной плохой электропроводности алмаза является отсутствие силы Вандер-Ваальса между слоями алмаза.
ЗаключениеДавайте завершим этот пост, заключив, что графит является очень хорошим проводником электричества из-за его кристаллической структуры с ограниченным применением в реальном электрическом оборудовании.
Подписка на услугиРеклама на сайте Новости и события Премия для молодых ученых за лучшую работу по химической физике Фонд развития Химической Физики впервые проводит Конкурс на Премии за лучшую научную работу, выполненную в области химической физики. Малотоннажная химия: проблемы и перспективы развития Химическая продукция разделяется по масштабу выпуска: крупнотоннажная химия имеет дело с объёмами свыше 150 000 тонн в год, среднетоннажная – от 10 000 до 150 000 тонн в год, а к мало… «Омский каучук» отметил юбилей Основному активу группы компаний «Титан» — заводу «Омский каучук» — 24 октября исполнилось 60 лет. В день юбилея предприятия состоялась церемония награждения лучших работников. … Компания «Полипласт» вошла в ТОП – 100 промышленных компаний России по производительности труда — 2022 29 августа 2022 года Деловой портал «Управление производством» опубликовал итоги Всероссийской премии «Производительность труда: Лидеры промышленности России – 2022». В Новомосковске стартовало производство углекислоты для минералки и сухого льда — Данный материал взят с сайта: ti71.ru Губернатор Тульской области Алексей Дюмин принял участие в открытии нового производства — установки по выпуску сжиженной углекислоты на Новомосковском «Азоте». Нижегородские компании могут принять участие в Дне поставщика «Химическая отрасль» Представители нижегородских предприятий могут принять участие в Дне поставщика по направлению «Химическая отрасль». Мероприятие проводит региональный центр «Мой бизнес» в рамках федер… Информация Ру графит Премия для молодых ученых за лучшую работу по химической физике Графит мг 1 Премия для молодых ученых за лучшую работу по химической физике «Омский каучук» отметил юбилей Каталог организаций и предприятий Ключевка Зерно и растениеводство… Ток-Зерно … АКБ «НацКорпБанк» … Графит и Карбон +7 916 827 2332… ООО Зерно-Ток Наша компания занимается продажей и покупкой зерновых культур так же кормо-смеси различных типов по своей России. ТОК-Агро … Предложения на покупку и продажу продукции Куплю карбид бора Карбид бора (шлиф порошок карбида бора), в любом виде: шлифзерно, шлифпорошки, микрошлифпорошки, бор нитрид, купим карбид бора, нитрид бора, бор аморфный, боризатор, карбид кремния, ферросплавы, графи… Графит П смазочный ГОСТ 8295-73 Графит П Описание Графит П смазочный, ГОСТ 8295-73 – минерал природного происхождения из класса самородных элементов. Он является важным и практическим незаменимым компонентом в металлургической промы… Графит карандашный ГК-3, ГОСТ 4404-78 Графит карандашный ГК-3 ГОСТ 4404-78 Свойства графита Графит ГК-3 имеет кристаллическую структуру. Он представляет собой порошок темно-серого или черного цвета. Графит да… Паста гои полировальная финишная-зеркальный блеск белая . Активированные угли: АР-В. ОУ-А. БАУ-А, ДАК. АГ-3.
Кокосовый уголь. Катионит КУ 2-8. Сульфоуголь. Адипиновая к-та. Графит карандашный ГК-3, ГОСТ 4404-78. Графит карандашный ГК-3 ГОСТ 4404-78 Графит ГК-3 имеет малую зольность, достаточно высокую жирность и тонкодисперсную консистенцию. В отличие от некоторых других марок этот… куплю с хранения катионит анионит сульфоуголь возможно бу Куплю отработанный катионит, анионит, сульфоуголь и другие смолы. А так же lewatit, amberlife, dowex hcr, tulsion t-42, purolife c-100. Звоните с 8.00 до 21.00. Вывоз за наш счёт. Оплата налом или без… | |
  | |
Проект включен в план мероприятий Деся…
..
Трилон-Б.
Силикагель: КСМГ, КСКГ, ШСМГ. Силикагель индикатор. Цеолит: Na-Х, Nа-А.Почему графит проводит электричество?
Это один из наиболее часто используемых материалов на планете — его можно найти во всем, от карандашей до ядерных реакторов, — но почему графит проводит электричество?
Ответ: та самая причина, по которой металлы делают.
«Металлы проводят электричество, поскольку у них есть свободные электроны, которые действуют как носители заряда. Точно такой же графит», — говорит доктор Донг Лю, преподаватель физики Бристольского университета.
Как она указывает, графит состоит из атомов углерода, у которых на внешней оболочке четыре электрона. В то время как три из них образуют прочную связь с другими атомами, один электрон остается свободным (и известен как «делокализованный») в графите.
Важно отметить, что слои графита являются «ароматическими». Вместо того, чтобы предполагать, что они приятно пахнут, это означает, что атомы в одном слое имеют чередующиеся одинарные и двойные связи (см. Диаграмму ниже). Это не только укрепляет структуру графита, но и позволяет электронам свободно перемещаться по слоям.
«Вы можете думать об электричестве как о потоке на автомагистрали», — добавляет Лю.
«Свободные электроны подобны машинам, которые едут от одного конца материала к другому, неся заряд.
В других материалах может не быть свободных машин для этого путешествия, а это означает, что они не являются проводящими».0003
Пространство между слоями графита образует «шоссе», которые делают проводимость более эффективной © Getty
Почему графит может проводить электричество, а алмазы — нет?Правда, и алмазы, и графит сделаны из углерода. Однако их структуры существенно различаются. Помните, как атомы углерода графита имеют свободный электрон? Этого нельзя сказать об алмазе: все четыре электрона образовали прочные одинарные связи с другими атомами.
Еще
«Именно все эти ковалентные связи делают алмаз таким твердым — — самым твердым из материалов», — говорит Лю. «По его шоссе не ездят свободные машины — электроны не передают заряд между точкой А и точкой Б».
Структура алмаза (обратите внимание на сильные связи между каждым атомом) © Getty температура плавления
И алмазы, и графит имеют чрезвычайно высокие температуры плавления – выше 3000 градусов Цельсия.
Как вы могли догадаться, это связано с сильными ковалентными связями между их атомами.
«Когда вы что-то плавите, вы увеличиваете расстояние между атомами», — говорит Лю.
«Вам нужно лотов энергии, чтобы разорвать связи в слоях графита. Между слоями атомов связи слабые, но сами слои крепкие».
Подробнее:
- Содерживали ли когда-нибудь карандаши свинец?
- Элемент в комнате: химические элементы с ошибками в названиях
Вот почему около 6000 фунтов графита используется в 14 ядерных реакторах по всей Великобритании.
«В отличие от металлов, графит нелегко расплавить. При температуре 1000 градусов Цельсия большинство металлов становятся гибкими. Графит этого не сделает, но он замедлит быстрые нейтроны, вызвавшие цепную ядерную реакцию», — говорит Лю.
«Графит также лучше алмаза для ядерной реакции, потому что, если в алмазе есть крошечный дефект — небольшая трещина, — он сломается при напряжении.
Алмаз твердый, но очень хрупкий.
«Кроме того, очень сложно получить огромный блок алмаза. Конечно, вы можете превратить много графита в алмаз, но это очень сложно.»
«Сложно» — это мягко сказано. Чтобы превратить графит в алмаз, нужна чрезвычайно высокая температура — выше 2000 градусов Цельсия — и давление выше 100 кбар (почти в 1000 раз больше нашего нормального атмосферного давления).
Короче говоря: графит превосходит алмаз. Мы тем не менее, не рекомендуется делать предложение с графитовым кольцом
Об эксперте в этой части Доктор Дун Лю — преподаватель физики в Бристольском университете. Ее текущие исследования сосредоточены на строительных материалах, которые можно использовать для безопасной эксплуатации ядерных реакторов.
Подробнее:
- Странные способы экстраординарных ученых создали синтетические элементы
- Это элементарно: как стать чемпионом викторины в пабе с таблицей Менделеева
- Какие элементы могут закончиться?
Проводит ли графит электричество? — Techiescientist
Графит представляет собой кристаллическую форму углерода, обнаруженную в земной коре.
Это природный минерал, встречающийся в метаморфических и магматических породах. Алмаз и графит являются минералами углерода, имеющими одинаковый состав, но с разной химической структурой.
Графит обладает свойствами как металла, так и неметалла, что делает его интересным элементом. У многих студентов может возникнуть вопрос о том, проводит ли графит электричество или нет. Итак, в этой статье я отвечу на этот вопрос, а также затрону окружающие темы.
Итак, графит проводит электричество? Да, графит является очень хорошим проводником электричества из-за делокализованных электронов. Графит образует слои с гексагональным расположением атомов, и каждый атом углерода образует ковалентную связь с тремя другими атомами углерода, и поэтому каждый атом углерода имеет один несвязанный электрон, который становится делокализованным и отвечает за проведение электричества.
Графит обладает свойствами металла и неметалла, что делает его уникальным элементом. Это минерал углерода, который образуется под высоким давлением и температурой в земной коре.
Давление, при котором происходит этот процесс, достигает диапазона 75 000 фунтов на квадратный дюйм.
Важным фактором, определяющим электрическую проводимость элемента, является наличие подвижных электронов, которые движутся по нему, создавая электрический ток. Элементы с делокализованными электронами могут проводить электричество, и тип проводника зависит от легкости прохождения электронов.
Элемент с низким сопротивлением потоку электронов является хорошим проводником, тогда как элементы с большим сопротивлением классифицируются как плохой проводник. Обычно элементы
А элементы, которые не имеют делокализованных электронов для движения, классифицируются как изоляторы, потому что нет электронов для протекания тока через них. Примерами таких элементов являются пластик, дерево и т. д.
акселерометр; Автовоспроизведение; зашифрованные носители; гироскоп; картинка в картинке» allowfullscreen>
Почему графит проводит электричество? 9-5 мкОм/м.
мкОм/м называется омами на метр.Графит также используется в качестве основного анодного материала в литий-ионных батареях из-за его способности интеркалировать ионы лития без значительного повреждения от набухания.
Сопротивление – это мера препятствия, создаваемого потоку электронов, проводящему электричество.
Сопротивление обычно возникает из-за тепла, возникающего при столкновении ядер друг с другом, когда электроны быстро движутся по нему, когда на этот элемент подается напряжение.
Почему Алмаз не проводит электричество?
Алмаз плохо проводит электричество, потому что в нем нет делокализованного электрона, как в графите.
Однако и графит, и алмаз являются аллотропами углерода, имеющими одинаковый состав, но разные структуры.
Свободные электроны являются переносчиками электрического тока. Элемент не может проявлять электрическую проводимость без свободных ионов или электронов.
Если говорить о структуре решетки алмаза, атомы углерода образуют трехмерную сеть, в результате чего получается тетраэдрическая структура.
Каждый атом углерода образует ковалентную связь с четырьмя соседними атомами углерода.
Следовательно, все четыре свободных электрона принимают участие в ковалентной связи, не оставляя после себя свободных электронов.
В то время как в графите каждый атом углерода связан с тремя атомами углерода, оставляя после себя один свободный электрон для проведения электричества.
Графит — хороший проводник, а алмаз — изолятор. Различие в геометрической структуре графита и алмаза обусловливает большую разницу в электропроводности обоих элементов.
Следовательно, алмаз не проводит электричество, однако имеет прочную ковалентную связь С-С, что делает его твердым веществом.
Из-за этой прочной связи в алмазе температура плавления довольно высока, около 4000 градусов по Цельсию.
Геометрическая структура графита
Если говорить о структуре графита, то атомы углерода соединены друг с другом по шестиугольной схеме.
Каждый атом углерода связан с тремя соседними атомами углерода.
И точно так же эти ряды продолжаются в непрерывной форме, образуя плоскую шестиугольную структуру.
При этом три валентных электрона углерода образуют ковалентную связь с каждыми тремя соседними атомами углерода.
Шестиугольные кольца, в которых соединены атомы углерода, имеют длину связи около 1,42 Ao
Как мы знаем, углерод имеет четыре валентных электрона, а один оставшийся электрон углерода делокализован и свободно перемещается по решетке, проводя электричество.
Графит образует несколько слоев гексагональных плоских атомов углерода, прикрепленных к нему. И эти слои слабо связаны друг с другом.
Эти слои также могут скользить друг по другу, из-за чего графит становится скользким.
Эти слои связаны слабыми силами Ван-дер-Ваальса. Расстояние между этими слоями составляет около 3,35°.
Кристаллический класс графита классифицируется как дигексагональный дипирамидальный.
Просто посмотрите на изображение ниже, чтобы лучше понять структуру графита.
Физические свойства графита
- Графит имеет серовато-черный вид и является мягким скользким элементом.
- Имеет довольно высокую температуру плавления около 3600°C или 3873,15 Кельвина.
- Расчетная температура кипения графита составляет около 3825 градусов Цельсия или 4098 градусов Кельвина.
- Графит не растворяется в воде или любых других растворителях из-за прочной связи внутри графитового элемента, однако растворяется в теплой серной хлорной кислоте и расплавленном никеле.
- Графит является очень хорошим проводником электричества из-за наличия делокализованного электрона.
- Плотность этого элемента составляет около 2,2 г/см3.
- Имеет непрозрачную поверхность и металлический блеск.
- Его плотность ниже, чем у алмаза из-за дополнительного пространства между слоями в графите.
Химические свойства графита
- Гибридизация графита sp2 (s-орбиталь объединяется с p-орбиталями).
- Валентный угол, образованный между атомами углерода, составляет 120 градусов.
- Молекулярная геометрия молекулы графита представляет собой тригональную плоскость.
- Удельный вес этого элемента составляет от 2,1 до 2,3.
- Кристаллическая структура графита гексагональная.
- Химически определен как самородный элемент.
Использование графита
- Графит используется в производстве грифеля для карандашей с 16 века.
- Используется в электронной промышленности, например, при изготовлении аккумуляторов.
- Он также широко используется в качестве смазки в промышленных процессах.
- Он также используется в производстве стали, где действует как смазка для стальных штампов.
- В автомобильной промышленности используется в тормозных накладках и тормозных колодках.
Заключение
Графит является хорошим проводником электричества, так как содержит делокализованные электроны, являющиеся переносчиками электрического тока.