Grafit Kategoria I : Elementy rodzime | |
Natywny grafit | |
Generał | |
---|---|
numer CAS | |
Klasa Strunz |
1.CB.05a
1 ELEMENTY (metale i stopy międzymetaliczne; metaloidy i niemetale; węgliki, krzemki, azotki, fosforki) |
Klasa Dany |
1.3.6.2
Pierwiastki rodzime i amalgamaty 1.3.6.2 Grafit C |
Wzór chemiczny | VS |
Identyfikacja | |
Forma masy | 12,0107 ± 0,0008 uma C 100%, |
Kolor | metaliczny szary; ciemny szary; czarny |
Klasa kryształu i grupa przestrzenna | diheksagonalna dwupiramidowa; P 6 3 / mmc |
System kryształów | sześciokątny |
Sieć Bravais | prymitywny P. |
Macle | w dniu {1121} |
Łupliwość | idealnie na {0001} |
Złamać | Minerał cięty, muszlowy, nieregularny |
Habitus | masywne, bardzo rzadkie kryształy |
Facja | sześciokątne kryształy |
Skala Mohsa | od 1,00 do 2,00 |
Linia | Stalowa szarość; czarny |
Blask | metaliczny; maszt |
Właściwości optyczne | |
Współczynnik załamania światła | w = 1,93-2,07 |
Dwójłomność | Jednoosiowe (-) |
Fluorescencja ultrafioletowa | każdy |
Przezroczystość | nieprzezroczysty |
Właściwości chemiczne | |
Masa objętościowa | 2,09-2,23 g / cm³ |
Temperatura topnienia | Sublimacji: 3652 ° C . ° C |
Rozpuszczalność | w wodzie: nierozpuszczalny |
Właściwości fizyczne | |
Magnetyzm | Nie |
Radioaktywność | każdy |
Środki ostrożności | |
WHMIS | |
D2A, D2A : Bardzo toksyczny materiał wywołujący inne skutki toksyczne nieprzetestowana mieszanina, która może zawierać co najmniej 0,1% czynnika rakotwórczego (krzemionka krystaliczna); nieprzetestowana mieszanina, która może zawierać co najmniej 1,0% produktu powodującego chroniczną toksyczność (krzemionka krystaliczna) |
|
Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej. | |
Grafit gatunek mineralny , który jest wraz z diamentu , z lonsdaleit i chaoit , jednego allotropes krajowcach węgla .
Jego wzór chemiczny to „C”, ale formy natywne pozwalają znaleźć ślady wodoru („H”), azotu („N”), tlenu („O”), krzemu („Si”)., Glinu („Al”) ), żelazo („Fe”) lub nawet glinę .
Jest pierwiastkiem rodzimym, którego złoża powstały kosztem skał węglowych (skały bogate w węgiel, typu węglowego ). Składa się z czystego węgla i odpowiada ostatecznemu stopniowi uwęglenia osiągniętemu w warunkach regionalnej metamorfizmu lub kontaktu (pegmatyty lub osady hydrotermalne w halo kontaktowym niektórych granitów). Może również powstawać poprzez redukcję węglanów . Występuje w grzędach „w postaci blaszkowatych, liściastych, zbitych lub pudrowych mas blaszkowatych; rzadko w sześciokątnych blaszkach; często w rozproszonych nieregularnych cekinach. W dotyku jest tłusty, plami palce i pozostawia czarniawy ślad na papierze ” .
Występuje również w meteorytach.
W XVIII -tego wieku, poszukiwania bogatych złóż węgla doprowadziło do interpretują grafitowe poród (łupki, kwarcyty), czarniawy odcień, jak wąglik.
Struktura grafitu.
Siatka elementarna.
Struktura grafitu składa się z niezwartej sześciokątnych arkuszy, zwanych graphenes oddzielonych o około 0,336 nm wzdłuż kierunku ich normalne. W każdym arkuszu, przy czym każdy atom węgla jest mocno połączony przez Sigma typ wiązań kowalencyjnych do jego 3 sp 2 elektronów i π typu wiązania kowalencyjne za drugim p elektronów. Te wiązania gatunku są sprzężone wiązania z trzech sąsiadujących atomów elektrony są bardzo mobilny, co tłumaczy świetne przewodnictwo elektryczne i cieplne oraz czarny kolor grafitu. Wiązania między arkuszami są słabe i byłyby typu spoiwa Van der Waalsa , co wyjaśniałoby rozszczepienie i niską twardość . Z drugiej strony jest to kwestionowane w ostatnich pracach. .
Grafit jest stabilną formą węgla w zwykłych temperaturach i ciśnieniach.
Grafit ma wygląd czarnej bryły z submetalicznym połyskiem ; jego twardość jest niska, między 1 a 2 w skali Mohsa .
Ze względu na strukturę arkusza wszystkie właściwości fizyczne grafitu są anizotropowe . W szczególności przewodnictwo elektryczne jest bardzo różne w płaszczyźnie arkuszy i w kierunku prostopadłym.
Grafit występuje w dwóch politypach :
Węgla występuje we wszystkich stanach pośrednich pomiędzy węglem amorficznych i sześciokątną grafitu. Mówimy o graficie „smarowniczym” (od łacińskiego lubrykara , „czynić śliskimi”), gdy warstwy są przemieszczane równolegle losowo, oraz o graficie „turbostratic” (od łacińskiego turbo , „vortex”), jeśli są one również obracane w losowy.
Grafit ma wiele zastosowań przemysłowych, w różnych formach naturalnych lub syntetycznych:
Jest również stosowany w medycynie jako absorbent przy zatruciach jamy ustnej oraz w zastosowaniach wojskowych do niszczenia elektrowni jako bomba grafitowa .
W sztukach plastycznych służy do rysowania . Służy w szczególności do wykonywania ołówków, często pod błędną nazwą „ grafit ”.
Najczęściej używanym w gospodarstwie domowym jest ołówek .
Może być również stosowany jako kompozyt stopowy (z tytanem lub włóknem szklanym ) do produkcji ram rakiet tenisowych (występuje również w aluminium ).
Pirolityczna postać grafitu wykorzystywana jest do produkcji bramek do tetrod o bardzo dużej mocy w nadawaniu . Można wspomnieć na przykład o tetrodzie TH539, która była używana doMarzec 2003na jednym z dwóch nadajników Allouis o długości 1000 kW.
Grafit syntetyczny jest generalnie wytwarzany w procesie Acheson : głównymi producentami w 2020 roku są Showa Denko Carbon , SGL Carbon , Schunk Kohlenstofftechnik (Niemcy), Imerys (Francja), Tōkai Carbon (Japonia) i Morgan Advanced Materials (Wielka Brytania)).
W 2019 roku Australijska Agencja Energii Odnawialnej (ARENA) ogłosiła pomoc w wysokości 9,41 miliona dolarów na projekt Hazer Group (australijskiej firmy zajmującej się energią odnawialną) mający na celu przekształcenie biogazu (tutaj z fermentacji beztlenowej osadów ściekowych) w grafit i wodór (10,72 dol. mln USD demonstracyjna fabryka w Munster w zachodniej Australii).