Какова химическая формула графита?

Графит и его химическая формула

Графит, как и алмаз и углеродные нанотрубки, является аллотропом углерода. Химическая формула графита (символ ) - C. C входит в 14 группу периодической таблицы. Он состоит из слоистой структуры атомов углерода с гексагональной плоскостной сетчатой структурой и является неметаллическим минералом. Эти слои легко скользят друг по другу, что делает графит очень смазываемым.

Графит имеет две формы упаковки: одна представляет собой гексагональная кристаллическая система, а другая - орторомбическая кристаллическая система. На долю орторомбической кристаллической системы приходится 20%-30% из природный графитПосле обработки при высокой температуре 3000 градусов Цельсия он превращается в гексагональную кристаллическую систему. Ученые считают, что кристаллов графита с идеальной структурой не существует.

Физические свойства графита

Цвет графита темно-серый, материал тонкий, мягкий и жирный. Твердость составляет 1-2, а удельный вес - 1,9-2,3. В условиях изолированного кислорода температура плавления графита выше 3000 градусов Цельсия, это один из самых термостойких минералов.

Кроме того, его слоистая структура обусловливает уникальные физические свойства. Слабые ван-дер-ваальсовы силы удерживают углеродные слои вместе, позволяя им легко скользить друг по другу. Эта особенность делает графит эффективным смазочным материалом. Кроме того, он обладает высокой температурой плавления и хорошей термической стабильностью благодаря сильным ковалентным связям в углеродном слое.

Электро- и теплопроводность

Электропроводность графита обусловлена его уникальной кристаллической структурой. Состоящая из гексагональных слоев, каждый атом углерода в графите ковалентно связан с тремя другими. Четвертый электрон внешней оболочки каждого атома углерода может свободно перемещаться по слоям, образуя "море" делокализованных электронов. Эти электроны обусловливают высокую электропроводность графита, обеспечивая эффективную передачу электричества при подаче напряжения.

Кроме того, уникальная структура углерода обуславливает его высокую теплопроводность. Систематическое и гексагональное расположение атомов углерода способствует эффективной передаче тепловой энергии через колебания этих атомов. Это явление, фононная проводимость, ответственно за его превосходные теплопроводные свойства.

Примечательно, что теплопроводность графита анизотропна, что означает, что она изменяется в зависимости от направления теплового потока. Он демонстрирует высокую теплопроводность параллельно слоям благодаря плотной упаковке атомов углерода и эффективной фононной проводимости. И наоборот, теплопроводность относительно низкая перпендикулярно слоям из-за большего расстояния между слоями и меньшего взаимодействия атомов.

Применение графита

От карандашей до батареек

Огромное количество применений графита объясняется его химической структурой. Он действует как смазка, поэтому его можно использовать для изготовления карандашей - углеродный слой скользит по бумаге, оставляя след из углерода (следы карандаша). В электронике его электропроводность позволяет использовать его в аккумуляторы и в качестве электродов.

Высокотехнологичное промышленное и технологическое использование

Высокотемпературная стабильность и коррозионная стойкость графита обеспечили ему особое применение в таких промышленных областях, как графитовые электроды для производства стали и выплавки других металлов и сплавов.

Когда графит используется в качестве электрода, он бывает трех типов: RP, HP и UHP графитовые электроды. Сталелитейные заводы могут использовать их в электродуговых печах, рафинировочных печах-ковшах и дуговых печах погружного типа для выплавки стали.

В технике вы можете использовать его в радиаторы для отвода тепла от электронные компоненты. Даже в области ядерной энергетики он используется в качестве замедлителя нейтронов в некоторых типах ядерных реакторов.

В заключение

Графит - это уникальная форма углерода, химическая формула которого, C, указывает на его состав: каждый атом углерода соединен с тремя другими в гексагональную решетку. Такое расположение придает графиту исключительные свойства, такие как смазывающая способность, электропроводность и термическая стабильность.

Знание химической формулы графита помогает понять его молекулярную структуру и подчеркивает его важность для металлургияхимическая промышленность, электроника, накопители энергии и другие области промышленности. Изучив формулу углеродного графита, мы сможем глубже понять это удивительное вещество и его разнообразные сферы применения.