Какова структура графита?

Структура графита

Графит имеет гигантскую ковалентную структуру, в которой:каждый атом углерода соединен с тремя другими атомами углерода ковалентными связями. атомы углерода образуют слои с гексагональным расположением атомов. между слоями действуют слабые силы.

Графит имеет слоистую структуру, которую довольно сложно убедительно изобразить в трех измерениях. На приведенной ниже диаграмме показано расположение атомов в каждом слое и расположение слоев.

Твердый углерод существует в различных формах, известных как аллотропы, в зависимости от типа химической связи. Двумя наиболее распространенными являются алмаз и графит.

В алмазе связи sp3, а атомы образуют тетраэдры, каждый из которых связан с четырьмя ближайшими соседями. В графите они представляют собой гибриды sp2-орбиталей, и атомы формируются в плоскостях, каждый из которых связан с тремя ближайшими соседями на расстоянии 120 градусов друг от друга.

Отдельные слои называются графеном. . В каждом слое атомы углерода расположены в виде сотовой решетки с длиной связи 0,142 нм, а расстояние между плоскостями 0,335 нм. Атомы в плоскости связаны ковалентно, при этом удовлетворяются только три из четырех возможных мест связывания.

Четвертый электрон может свободно перемещаться в плоскости, что делает графит электропроводным. Связь между слоями осуществляется через слабые связи Ван-дер-Ваальса, которые позволяют слоям графита легко отделяться или скользить друг мимо друга. Следовательно, электрическая проводимость перпендикулярно слоям примерно в 1000 раз ниже

Обратите внимание, что вы не можете нарисовать вид сбоку слоев в том же масштабе, что и атомы в слое без того, чтобы та или иная часть диаграммы была либо очень разбросана, либо сильно сплющена.

В этом случае важно дать некоторое представление о соответствующих расстояниях. Расстояние между слоями примерно в 2,5 раза больше расстояния между атомами внутри каждого слоя.

Слои, конечно же, охватывают огромное количество атомов, а не только те немногие, что показаны выше.

Вы можете возразить, что углерод должен образовывать 4 связи из-за своих 4 неспаренных электронов, тогда как на этой диаграмме кажется, что он образует только 3 связи с соседними атомами углерода. Эта диаграмма несколько упрощена и показывает расположение атомов, а не связи.

Связь в графите

Каждый атом углерода использует три своих электрона для образования простых связей с тремя ближайшими соседями. Это оставляет четвертый электрон на уровне связи. Эти «запасные» электроны в каждом атоме углерода делокализованы по всему листу атомов в одном слое.

Они больше не связаны непосредственно с каким-либо конкретным атомом или парой атомов, а могут свободно перемещаться по всему листу. Важно то, что делокализованные электроны могут свободно перемещаться в любом месте листа — каждый электрон больше не привязан к определенному атому углерода.

Однако прямого контакта между делокализованными электронами одного листа и электронами соседних слоев нет. Атомы внутри листа удерживаются вместе сильными ковалентными связями — фактически более сильными, чем в алмазе, из-за дополнительной связи, вызванной делокализованными электронами.

Итак, что держит листы вместе? В графите у вас есть идеальный пример дисперсионных сил Ван-дер-Ваальса. Когда делокализованные электроны перемещаются по листу, могут образовываться очень большие временные диполи, которые индуцируют противоположные диполи в слоях выше и ниже — и так далее по всему кристаллу графита.

Графит имеет множество свойств, таких как высокая температура плавления, как у алмаза. Чтобы расплавить графит, недостаточно отделить один лист от другого. Вы должны разорвать ковалентную связь во всей структуре.

Он мягкий, скользкий на ощупь и используется в карандашах и в качестве сухой смазки для таких вещей, как замки. Вы можете думать о графите как о колоде карт — каждая карта прочная, но карты будут скользить друг по другу или даже вообще выпадать из колоды. При использовании карандаша листы стираются и прилипают к бумаге.

Плотность графита ниже, чем у алмаза. Это происходит из-за относительно большого количества пространства, которое «теряется» между листами.

Графит нерастворим в воде и органических растворителях по той же причине, что и алмаз. Притяжение между молекулами растворителя и атомами углерода никогда не будет достаточно сильным, чтобы преодолеть прочные ковалентные связи в графите.

Он проводит электричество. Делокализованные электроны могут свободно перемещаться по слоям. Если кусок графита подключить к цепи, электроны могут упасть с одного конца листа и замениться новыми на другом конце.

Часто задаваемые вопросы.

Какова структура графита?

Графит имеет гигантскую ковалентную структуру, в которой:каждый атом углерода соединен с тремя другими атомами углерода ковалентными связями. атомы углерода образуют слои с гексагональным расположением атомов. между слоями действуют слабые силы.

Какова структура алмаза и графита?

И алмаз, и графит полностью состоят из углерода, как и недавно обнаруженный бакминстерфуллерен (отдельная молекула в форме футбольного мяча, содержащая 60 атомов углерода). Однако расположение атомов углерода в пространстве различается для трех материалов, что делает их аллотропами углерода.

Какова кристаллическая структура графита?

Графит (/ˈɡræfaɪt/), архаично называемый плюмбаго, представляет собой кристаллическую форму элемента углерода с атомами, расположенными в гексагональной структуре. В этой форме он встречается в природе и является наиболее стабильной формой углерода в стандартных условиях.

Является ли графит слоистой структурой?

Графит состоит из слоев атомов углерода, которые расположены в виде 6-членных шестиугольных колец. Эти кольца прикреплены друг к другу по краям.

Какова структура и свойства графита?

Графит имеет гигантскую ковалентную структуру, в которой:атомы углерода образуют слои шестиугольных колец. ковалентные связи между слоями отсутствуют. имеется один несвязанный или делокализованный электрон от каждого атома.

Какова структура и связь графита?

Графит имеет гигантскую ковалентную структуру, состоящую из слоев атомов углерода. Атомы углерода имеют 4 валентных электрона, которые доступны для связывания. В графите каждый атом углерода ковалентно связан с тремя другими атомами углерода. Следовательно, у каждого атома углерода есть 1 электрон, который не используется для связи.

Является ли графит простой структурой?

Гигантская ковалентная структура графита. Графит имеет слоистую структуру, которую довольно сложно убедительно изобразить в трех измерениях. На приведенной ниже диаграмме показано расположение атомов в каждом слое и расстояние между слоями.

Является ли графит тетраэдрической структурой?

Графит имеет неправильную тетраэдрическую структуру. Графит представляет собой встречающуюся в природе форму кристаллического углерода. Встречается в метаморфических и магматических породах. Графит образуется, когда углерод подвергается воздействию тепла и давления в земной коре и верхней мантии.

Что такое графит, определяющий его структуру и применение?

Графит является аллотропом углерода. в графите каждый атом углерода связан с 3 другими атомами углерода одинарной ковалентной связью, в результате чего образуется гексагональное кольцо, расположенное в виде слоя. Как правило, графит используется в карандашных батареях в качестве электрода. Он имеет двухмерные слои, подобные структуре.

Как называется структура графита?

Графит имеет слоистую структуру, состоящую из колец из шести атомов углерода, расположенных на большом расстоянии друг от друга горизонтальными слоями. Таким образом, графит кристаллизуется в гексагональной системе, в отличие от того же элемента, кристаллизующегося в октаэдрической или тетраэдрической системе, что и алмаз.

Что имеет графитоподобную структуру?

Это указывает на то, что большая часть атомов углерода в сетке BCN(H) имеет структуру, аналогичную структуре графита.

Как вы структурируете графит?

Каким образом структура графита определяет его физические свойства?

Плоская структура графита позволяет электронам легко перемещаться внутри плоскостей. Это позволяет графиту проводить электричество и тепло, а также поглощать свет и, в отличие от алмаза, иметь черный цвет.

Что такое структура графена?

Графен представляет собой слой графита толщиной в один атом с сильными ковалентными связями между каждым атомом углерода. Атомы расположены шестиугольниками. К его свойствам относятся:высокие температуры плавления и кипения. Многие ковалентные связи графена прочны, и для их разрыва требуется значительная энергия.

Графит твердый или мягкий?

Графит очень мягкий и скользкий. Алмаз – самое твердое вещество, известное человеку. Если оба сделаны только из углерода, что придает им разные свойства? Ответ заключается в том, как атомы углерода образуют связи друг с другом.

Имеет ли графит сетчатую структуру?

Алмаз и графит — это разные формы углерода. Оба они состоят из гигантских ковалентных сетчатых структур атомов углерода, соединенных ковалентными связями.

Каковы две различные структурные формы углерода?

Когда элемент существует более чем в одной кристаллической форме, эти формы называются аллотропами; две наиболее распространенные аллотропные формы углерода – алмаз и графит.

Почему кремний не имеет графитовой структуры?

Из-за большего размера и меньшей электроотрицательности Si, чем C, он не подвергается sp2-гибридизации и, следовательно, не образует двойных связей pπ-pπ, необходимых для графитоподобной структуры. Вместо этого он предпочитает подвергаться только sp3-гибридизации, и, следовательно, кремний имеет трехмерную сетчатую структуру, подобную алмазу.

Что такое формула графита?

Химическая формула графита C. Молекулярная масса:12,01. Нанотрубки, алмаз и графит являются аллотропами углерода, а химическая формула может быть выражена буквой «С».

Почему графит мягкий с точки зрения структуры и сцепления?

Графит представляет собой форму углерода, в которой атомы углерода образуют ковалентные связи с тремя другими атомами углерода. Эти слои могут скользить друг по другу, поэтому графит намного мягче алмаза.

Что скрепляет слои графита?

Хотя графит состоит из гигантских молекул, его атомы расположены слоями, которые могут скользить друг относительно друга. Слабые силы Ван-дер-Ваальса удерживают слои вместе.

Чем отличаются структуры графита и графена?

Ключевое различие между графитом и графеном заключается в том, что графит представляет собой аллотроп углерода, имеющий большое количество углеродных листов, тогда как графен представляет собой один углеродный лист графита. Один слой из этих слоев представляет собой лист графена. Лист графена рассматривается как наночастица в соответствии с его размерами.

Читать также

• Каковы основные свойства графита?
• Каково использование графита?
• Графит:виды и применение графита
• Chromium:его свойства, применение и побочные эффекты
• Что такое чугун? Сколько видов чугуна и свойства