Grafitový vzorec. Uhlíková alotropie

Každý z nás použil jednoduchou tužku s grafitovou tyčí. Jeho stopa na papíře není nic jiného než uhlík. V našem článku se dozvíte, jaký je vzorec grafitu, jeho fyzikální a chemické vlastnosti.

Poloha uhlíku v periodické tabulce

Uhlík - prvek čtvrté skupiny, druhé období periodické tabulky chemických prvků DI Mendeleev. Je organogenní. Do této skupiny patří také kyslík, dusík a vodík. To znamená, že jsou součástí všech živých organismů na planetě, které tvoří jejich základ.

Tato poloha určuje strukturu atomu uhlíku. Na jeho vnějším povrchu úroveň energie tam jsou čtyři elektrony. To znamená, že daný chemický prvek se může projevit jak pozitivním, tak negativním. oxidační stav (+4 nebo - 4).

Koncept alotropie

Vzorec grafitu ukazuje, že pouze uhlík ve volné formě je součástí této látky. Přestože se v přírodě často vyskytuje ve formě sloučenin. Takovými příklady jsou oxid uhličitý a oxid uhličitý oxid uhelnatý vápenec, křída, mramor.

Faktem je, že grafitový vzorec v chemii je stejný jako v diamantu. Je to možné? Ukázalo se, že látky se stejným složením mají zcela jiné vlastnosti. Tento jev se nazývá alotropie. To může být způsobeno počtem atomů v molekule látky nebo jejich uspořádáním v prostoru. Příkladem prvního případu je kyslík. Jsou-li v molekule dva atomy tohoto chemického prvku, tvoří se kyslík a jestliže tři jsou ozon.

Grafitový vzorec v chemii

Uhlíková alotropie je prostorová. Dávejte pozor na obrázek níže. První z nich je grafitový vzorec. Tyto atomy uhlíku tvoří vrstvy, které se nacházejí ve značně vzdálené vzdálenosti od sebe. Vztah mezi nimi proto není silný. Pokaždé, když držíme grafitovou tyč na papíře, necháme na něm vrstvu uhlíku.

In krystalová mřížka diamant (ukazuje obrázek vpravo) vzdálenost mezi atomy v uzlech rovnoměrně ve všech směrech. Taková struktura zajišťuje pevnost spojů. Diamant je nejtěžší látka. Domníváme se, že to nemůže být porušeno.

Grafit: vzorec, chemické a fyzikální charakteristiky

Jak jsme již řekli, grafit je uhlík. Proto je v chemii napsáno jako C. Navzdory tomu, že vzorec diamantu a grafitu je v kvalitativním složení podobný, mají tyto látky významné rozdíly ve vlastnostech. To je způsobeno různým prostorovým uspořádáním atomů uhlíku v jejich molekulách.

Grafit je měkká šedá látka s kovovým leskem. Je bez námahy rozvrstvena na malé desky a vede elektrický proud. Vědci prokázali, že pokud se grafit zahřeje na teplotu 1600 stupňů Celsia pod tlakem 104 MPa za přítomnosti katalyzátorů, změní se na diamant. Tímto způsobem v průmyslu obdržíme umělé šperky.

Grafit není chemicky aktivní látka. Reaguje pouze s některými solemi a alkalickými kovy. Výrobky těchto reakcí jsou podobné inkluze. Spalování grafitu v kyslíku probíhá pouze při velmi vysokých teplotách při tvorbě oxid uhličitý. Nicméně, vstupuje do fluorační reakce. Tím vzniká bílý prášek, jehož struktura se změní na cikcak, čímž se dosáhne lepších mazacích vlastností ve srovnání s konvenčním grafitem.

Rozdíly v úpravě uhlíku

Ale diamant je pevná, průhledná a bezbarvá látka, která nevede elektrický proud. Přestože někdy v přírodě existují růžové, nažloutlé, modré nebo zelené minerály. Vzorec diamantu a grafitu v chemii je stejně zastoupen uhlíkem - C. Nicméně vzhledem k jeho krystalizačnímu systému je tato látka pevná a křehká. Zpracované diamanty se nazývají diamanty. Je také překvapující, že v přírodě není možné najít dva stejné kameny. Možná to je důvod, proč v překladu z řečtiny název této látky znamená "nepřekonatelný".

Uhlíková alotropie

Strukturní vzorec grafitu může být uměle upraven. Kvůli tomu bylo dosaženo celé řady alotropních modifikací uhlíku. Jedná se o carbin, grafen a fullerenes.

První látka má lineární strukturu atomů uhlíku. Mohou být spojeny buď dvojitými nebo střídavými trojitými a jednoduchými vazbami. Carbin je černý prášek s jemně krystalickou strukturou. Jeho jedinečnou vlastností je absolutní kompatibilita s tkáněmi lidského těla. Kvůli této karbíně se používá k výrobě umělých cév.

Grafen je jednovrstvá látka složená také z uhlíku. Taková struktura je nejtvrdší a tenčí. Grafen se používá v různých oblastech nanotechnologie: přesné přístroje, umělé membrány, senzorová zařízení.

Z atomů uhlíku je další alotropická modifikace uhlíkových - fullerenů. Jejich molekuly jsou sférické nebo eliptické s dutinou uvnitř. Fullereny se získají z grafitových par během dalšího laserového zpracování. Používá se jako polovodič, fotorezist, baterie baterií a elektrických baterií, katalyzátor růstu diamantového filmu.

Takže v našem článku jsme přezkoumali konstrukční vlastnosti grafitu. Tato látka je složena z atomů uhlíku. Vytvářejí samostatné vrstvy, jejichž spojení není příliš silná. Grafit je proto měkký, snadno se odděluje ve vodorovném směru, má šedou barvu s kovovým leskem a dobře vede elektřinu.