Formula di grafite Allotropia del carbonio
Ognuno di noi ha usato una matita semplice con una barra di grafite. La sua impronta sulla carta non è altro che carbonio. Nel nostro articolo imparerai qual è la formula della grafite, le sue proprietà fisiche e chimiche.
La posizione del carbonio nella tavola periodica
Carbonio - un elemento del quarto gruppo, il secondo periodo della tavola periodica degli elementi chimici DI Mendeleev. È organogenico. Questo gruppo include anche ossigeno, azoto e idrogeno. Ciò significa che fanno parte di tutti gli organismi viventi sul pianeta, formando la loro base.
Questa posizione determina la struttura dell'atomo di carbonio. Sul suo esterno livello di energia ci sono quattro elettroni. Ciò significa che un dato elemento chimico può manifestarsi sia in positivo che in negativo. stato di ossidazione (+4 o - 4).
Concetto di allotropia
La formula della grafite mostra che solo il carbonio in forma libera fa parte di questa sostanza. Sebbene in natura si trova spesso sotto forma di composti. Tali esempi sono diossido di carbonio e monossido di carbonio calcare, gesso, marmo.
Il fatto è che la formula di grafite in chimica è la stessa di quella del diamante. È possibile? Risulta che le sostanze con la stessa composizione hanno proprietà completamente diverse. Questo fenomeno è chiamato allotropia. Può essere dovuto al numero di atomi in una molecola di sostanza o alla loro disposizione spaziale. Un esempio del primo caso è l'ossigeno. Se ci sono due atomi di questo elemento chimico in una molecola, si forma ossigeno e se tre sono ozono.
Formula di grafite in chimica
L'allotropia del carbonio è spaziale. Presta attenzione alla foto qui sotto. Il primo di questi è la formula di grafite. Gli atomi di carbonio formano strati che si trovano ad una distanza considerevole l'uno dall'altro. Pertanto, la connessione tra loro non è forte. Ogni volta, tenendo una barra di grafite sulla carta, lasciamo uno strato di carbonio su di essa.
il reticolo cristallino diamante (mostra la figura a destra) la distanza tra gli atomi nei nodi ugualmente in tutte le direzioni. Una tale struttura garantisce la forza delle connessioni. Il diamante è la sostanza più dura. Si ritiene che non possa essere rotto.
Grafite: formula, caratteristiche chimiche e fisiche
Come abbiamo detto, la grafite è carbonio. Di conseguenza, è scritto in chimica come C. Nonostante il fatto che la formula di diamante e grafite sia simile nella composizione qualitativa, queste sostanze hanno differenze significative nelle proprietà. Ciò è dovuto alla diversa disposizione spaziale degli atomi di carbonio nelle loro molecole.
La grafite è una sostanza grigia morbida con una lucentezza metallica. È stratificato senza sforzo in piccole placche e conduce corrente elettrica. Gli scienziati hanno dimostrato che se la grafite viene riscaldata a 1600 gradi Celsius sotto una pressione di 104 MPa in presenza di catalizzatori, si trasformerà in un diamante. In questo modo, nel settore ricevono gioielli artificiali.
La grafite non è una sostanza chimicamente attiva. Reagisce solo con determinati sali e metalli alcalini. I prodotti di tali reazioni sono inclusioni simili. La combustione della grafite in ossigeno avviene solo a temperature molto elevate con la formazione di anidride carbonica. Tuttavia, entra in una reazione di fluorurazione. Questo produce una polvere bianca, la cui struttura cambia a zigzag, acquisendo proprietà lubrificanti migliori rispetto alla grafite convenzionale.
Differenze di modifica del carbonio
Ma il diamante è una sostanza solida trasparente e incolore che non conduce corrente elettrica. Anche se a volte in natura ci sono minerali rosa, giallastri, blu o verdi. La formula del diamante e della grafite in chimica è ugualmente rappresentata dal carbonio - C. Tuttavia, a causa del suo sistema di cristalli cubici, questa sostanza è sia solida che fragile. I diamanti lavorati sono chiamati diamanti. È anche sorprendente che in natura sia impossibile trovare due pietre identiche. Forse è per questo che, nella traduzione dal greco, il nome di questa sostanza significa "insuperabile".
Allotropia del carbonio
La formula strutturale della grafite può essere modificata artificialmente. A causa di ciò, è stata ottenuta un'intera serie di modifiche allotropiche del carbonio. Questi sono carminio, grafene e fullereni.
La prima sostanza ha una struttura lineare di atomi di carbonio. Possono essere collegati tramite doppio o alternato triplo e singolo legame. Il carbin è una polvere nera con una struttura fine-cristallina. La sua caratteristica unica è l'assoluta compatibilità con i tessuti del corpo umano. A causa di questo carbin è usato per la fabbricazione di vasi sanguigni artificiali.
Il grafene è una sostanza monostrato anch'essa composta da carbonio. Una tale struttura lo rende il più resistente e sottile. Il grafene viene utilizzato in vari settori della nanotecnologia: costruzione di strumenti di precisione, membrane artificiali, dispositivi di sensori.
Dagli atomi di carbonio è un'altra modificazione allotropica del carbonio - fullereni. Le loro molecole sono sferiche o ellittiche con una cavità all'interno. I fullereni sono ottenuti da vapori di grafite durante la loro ulteriore lavorazione laser. È usato come semiconduttore, fotoresist, cella di batterie e batterie elettriche, catalizzatore per la crescita di un film di diamante.
Quindi, nel nostro articolo abbiamo esaminato le caratteristiche strutturali della grafite. Questa sostanza è composta da atomi di carbonio. Formano strati separati, le cui connessioni non sono molto forti. Pertanto, la grafite è morbida, si stacca facilmente in direzione orizzontale, ha un colore grigio con una lucentezza metallica e conduce bene l'elettricità.