Wat is de structuur van grafiet?

Structuur van grafiet

Grafiet heeft een gigantische covalente structuur waarin:elk koolstofatoom is verbonden met drie andere koolstofatomen door covalente bindingen. de koolstofatomen vormen lagen met een hexagonale rangschikking van atomen. de lagen hebben zwakke krachten ertussen.

Grafiet heeft een lagenstructuur die vrij moeilijk driedimensionaal overtuigend te tekenen is. Het onderstaande diagram toont de rangschikking van de atomen in elke laag en de manier waarop de lagen uit elkaar staan.

Vaste koolstof komt in verschillende vormen voor die bekend staan ​​als allotropen, afhankelijk van het type chemische binding. De twee meest voorkomende zijn diamant en grafiet.

In diamant zijn de bindingen sp3 en vormen de atomen tetraëders met elk gebonden aan vier naaste buren. In grafiet zijn het sp2-orbitale hybriden en de atomen vormen in vlakken met elk gebonden aan drie dichtstbijzijnde buren op 120 graden van elkaar.

De afzonderlijke lagen heten grafeen . In elke laag zijn de koolstofatomen gerangschikt in een honingraatrooster met een bindingslengte van 0,142 nm, en de afstand tussen vlakken is 0,335 nm. Atomen in het vlak zijn covalent gebonden, waarbij slechts aan drie van de vier potentiële bindingsplaatsen is voldaan.

Het vierde elektron kan vrij in het vlak migreren, waardoor grafiet elektrisch geleidend wordt. Binding tussen lagen is via zwakke van der Waals-bindingen, waardoor lagen grafiet gemakkelijk kunnen worden gescheiden of langs elkaar kunnen schuiven. De elektrische geleidbaarheid loodrecht op de lagen is daardoor ongeveer 1000 keer lager

Merk op dat je het zijaanzicht van de lagen niet echt op dezelfde schaal kunt tekenen als de atomen in de laag zonder dat een of ander deel van het diagram ofwel erg verspreid of erg platgedrukt is.

In dat geval is het belangrijk om een ​​idee te geven van de afstanden die ermee gemoeid zijn. De afstand tussen de lagen is ongeveer 2,5 keer de afstand tussen de atomen binnen elke laag.

De lagen strekken zich natuurlijk uit over enorme aantallen atomen – niet alleen de paar die hierboven zijn weergegeven.

Je zou kunnen stellen dat koolstof 4 bindingen moet vormen vanwege zijn 4 ongepaarde elektronen, terwijl het in dit diagram slechts 3 bindingen lijkt te vormen met de naburige koolstoffen. Dit diagram is een beetje een vereenvoudiging en toont de rangschikking van atomen in plaats van de binding.

De hechting in grafiet

Elk koolstofatoom gebruikt drie van zijn elektronen om eenvoudige bindingen te vormen met zijn drie naaste buren. Dat laat het vierde elektron op het bindingsniveau. Deze "reserve" elektronen in elk koolstofatoom worden gedelokaliseerd over de hele laag atomen in één laag.

Ze zijn niet langer rechtstreeks geassocieerd met een bepaald atoom of een paar atomen, maar kunnen vrij door het hele blad dwalen. Het belangrijkste is dat de gedelokaliseerde elektronen vrij overal in de plaat kunnen bewegen - elk elektron is niet langer gefixeerd aan een bepaald koolstofatoom.

Er is echter geen direct contact tussen de gedelokaliseerde elektronen in de ene plaat en die in de aangrenzende platen. De atomen in een vel worden bij elkaar gehouden door sterke covalente bindingen - sterker zelfs dan in diamant vanwege de extra binding die wordt veroorzaakt door de gedelokaliseerde elektronen.

Dus, wat houdt de lakens bij elkaar? In grafiet heb je het ultieme voorbeeld van van der Waals-verspreidingskrachten. Terwijl de gedelokaliseerde elektronen in de plaat bewegen, kunnen zeer grote tijdelijke dipolen worden opgezet die tegengestelde dipolen zullen induceren in de platen boven en onder - en zo verder door het hele grafietkristal.

Grafiet heeft veel eigenschappen, zoals een hoog smeltpunt, vergelijkbaar met dat van diamant. Om grafiet te smelten, is het niet voldoende om het ene vel van het andere los te maken. Je moet de covalente binding door de hele structuur verbreken.

Het voelt zacht, glad aan en wordt gebruikt in potloden en als droog smeermiddel voor zaken als sloten. Je kunt grafiet eerder zien als een pak kaarten - elke kaart is sterk, maar de kaarten zullen over elkaar schuiven of zelfs helemaal van het pak vallen. Als je een potlood gebruikt, worden de vellen afgewreven en blijven ze aan het papier plakken.

Grafiet heeft een lagere dichtheid dan diamant. Dit komt door de relatief grote hoeveelheid ruimte die "verspild" wordt tussen de vellen.

Grafiet is onoplosbaar in water en organische oplosmiddelen - om dezelfde reden dat diamant onoplosbaar is. Aantrekkingen tussen oplosmiddelmoleculen en koolstofatomen zullen nooit sterk genoeg zijn om de sterke covalente bindingen in grafiet te overwinnen.

Het geleidt elektriciteit. De gedelokaliseerde elektronen kunnen vrij door de platen bewegen. Als een stuk grafiet in een circuit wordt aangesloten, kunnen elektronen van het ene uiteinde van het vel vallen en aan het andere uiteinde worden vervangen door nieuwe.

Veelgestelde vragen.

Wat is de structuur van grafiet?

Grafiet heeft een gigantische covalente structuur waarin:elk koolstofatoom is verbonden met drie andere koolstofatomen door covalente bindingen. de koolstofatomen vormen lagen met een hexagonale rangschikking van atomen. de lagen hebben zwakke krachten ertussen.

Wat is de structuur van diamant en grafiet?

Zowel diamant als grafiet zijn volledig gemaakt van koolstof, net als het meer recent ontdekte buckminsterfullereen (een afzonderlijk voetbalvormig molecuul dat 60 koolstofatomen bevat). De manier waarop de koolstofatomen in de ruimte zijn gerangschikt, is echter verschillend voor de drie materialen, waardoor ze allotropen van koolstof zijn.

Wat is de kristalstructuur van grafiet?

Grafiet (/ˈɡræfaɪt/), archaïsch aangeduid als plumbago, is een kristallijne vorm van het element koolstof met zijn atomen gerangschikt in een hexagonale structuur. Het komt van nature in deze vorm voor en is de meest stabiele vorm van koolstof onder standaardomstandigheden.

Is grafiet een gelaagde structuur?

Grafiet is samengesteld uit lagen koolstofatomen die zijn gerangschikt in zesledige zeshoekige ringen. Deze ringen zijn aan hun randen aan elkaar bevestigd.

Wat is de structuur en eigenschappen van grafiet?

Grafiet heeft een gigantische covalente structuur waarin:de koolstofatomen lagen van hexagonale ringen vormen. er zijn geen covalente bindingen tussen de lagen. er is één niet-gebonden of gedelokaliseerd - elektron van elk atoom.

Wat is de structuur en binding van grafiet?

Grafiet heeft een gigantische covalente structuur die bestaat uit lagen koolstofatomen. Koolstofatomen hebben 4 valentie-elektronen die beschikbaar zijn voor binding. In grafiet is elk koolstofatoom covalent gebonden aan 3 andere koolstofatomen. Daarom heeft elk koolstofatoom 1 elektron dat niet wordt gebruikt voor binding.

Is grafiet een eenvoudige structuur?

De gigantische covalente structuur van grafiet. Grafiet heeft een laagstructuur die vrij moeilijk driedimensionaal overtuigend te tekenen is. Het onderstaande diagram toont de rangschikking van de atomen in elke laag, en de manier waarop de lagen uit elkaar staan.

Is grafiet een tetraëdrische structuur?

Grafiet heeft een tetraëdrische structuur is niet correct. Grafiet is een natuurlijk voorkomende vorm van kristallijne koolstof. Het wordt gevonden in metamorfe en stollingsgesteenten. Grafiet wordt gevormd wanneer koolstof wordt blootgesteld aan hitte en druk in de aardkorst en in de bovenmantel.

Wat geeft grafiet zijn structuur en toepassingen?

Grafiet is een allotroop van koolstof. grafiet elk koolstofatoom Een atoom is verbonden met 3 andere koolstofatomen door een enkele covalente binding, wat resulteert in de hexagonale ring die in een laag is gerangschikt. Over het algemeen wordt grafiet gebruikt in potlood gelegd, batterijen als elektrode. Het heeft 2-dimensionale lagen zoals structuur.

Wat is de naam van de structuur van grafiet?

Grafiet heeft een gelaagde structuur die bestaat uit ringen van zes koolstofatomen die zijn gerangschikt in ver uit elkaar geplaatste horizontale platen. Grafiet kristalliseert dus uit in het hexagonale systeem, in tegenstelling tot hetzelfde element dat kristalliseert in het octaëdrische of tetraëdrische systeem als diamant.

Wat heeft een grafietachtige structuur?

Dit geeft aan dat het grootste deel van de koolstofatomen in het BCN(H)-netwerk een structuur heeft die lijkt op die van grafiet.

Hoe structureer je grafiet?

Hoe verklaart de structuur van grafiet zijn fysieke eigenschappen?

Door de vlakke structuur van grafiet kunnen elektronen gemakkelijk binnen de vlakken bewegen. Hierdoor kan grafiet elektriciteit en warmte geleiden en licht absorberen en, in tegenstelling tot diamant, zwart van kleur lijken.

Wat is de grafeenstructuur?

Grafeen is een laag van één atoom dik grafiet met sterke covalente bindingen tussen elk koolstofatoom. De atomen zijn gerangschikt in zeshoeken. Zijn eigenschappen omvatten:hoge smelt- en kookpunten. De vele covalente bindingen van grafeen zijn sterk en er is veel energie nodig om ze te verbreken.

Is grafiet hard of zacht?

Grafiet is erg zacht en glad. Diamant is de hardste stof die de mens kent. Als beide alleen van koolstof zijn gemaakt, wat geeft ze dan verschillende eigenschappen? Het antwoord ligt in de manier waarop de koolstofatomen bindingen met elkaar vormen.

Heeft grafiet een netwerkstructuur?

Diamant en grafiet zijn verschillende vormen van het element koolstof. Ze bestaan ​​allebei uit gigantische covalente netwerkstructuren van koolstofatomen, met elkaar verbonden door covalente bindingen.

Wat zijn de twee verschillende structurele vormen van koolstof?

Wanneer een element in meer dan één kristallijne vorm bestaat, worden die vormen allotropen genoemd; de twee meest voorkomende allotropen van koolstof zijn diamant en grafiet.

Waarom heeft silicium geen grafietstructuur?

Vanwege de grotere omvang en kleinere elektronegativiteit van Si dan C, ondergaat het geen sp2-hybridisatie en vormt het daarom geen pπ-pπ dubbele bindingen die nodig zijn voor een grafietachtige structuur. In plaats daarvan ondergaat het liever alleen sp3-hybridisatie en daarom heeft silicium een ​​diamantachtige driedimensionale netwerkstructuur.

Wat is een grafietformule?

De chemische formule van grafiet is C, Moleculair gewicht:12.01. Nanobuisjes, diamant en grafiet zijn allotropen van koolstof en de chemische formule kan worden uitgedrukt met "C".

Waarom is grafiet zacht qua structuur en hechting?

Grafiet is een vorm van koolstof waarbij de koolstofatomen covalente bindingen vormen met drie andere koolstofatomen. Deze lagen kunnen over elkaar schuiven, dus grafiet is veel zachter dan diamant.

Wat houdt de lagen grafiet bij elkaar?

Hoewel grafiet is samengesteld uit gigantische moleculen, zijn de atomen gerangschikt in lagen die langs elkaar kunnen schuiven. Zwakke Van der Waals-krachten houden de lagen bij elkaar.

Hoe verschillen de structuren van grafiet en grafeen?

Het belangrijkste verschil tussen grafiet en grafeen is dat grafiet een allotroop van koolstof is met een groot aantal koolstofplaten, terwijl grafeen een enkele koolstofplaat van grafiet is. Een laag uit deze lagen is een grafeenvel. Een grafeenvel wordt gezien zijn afmetingen als een nanodeeltje beschouwd.

Lees ook

• Wat zijn de belangrijkste eigenschappen van grafiet
• Wat zijn de toepassingen van grafiet
• Grafiet:soorten en gebruik van grafiet
• Chroom:zijn eigenschappen, gebruik en bijwerkingen
• Wat is gietijzer? Hoeveel soorten gietijzer &Eigenschappen