Kimia

Alotrop karbon

Alotrop karbon
Tiga dari alotrop karbon yang paling umum

Apa itu karbon alotrop?

Kata alotropik mengacu pada bentuk molekul yang berbeda di mana elemen kimia dapat disajikan. Oleh karena itu, alotrop karbon adalah semua bentuk, alami atau tidak, karena elemen karbon murni dapat disajikan.

Meskipun memiliki komposisi yang persis sama, alotrop dapat memiliki sifat yang sama sekali berbeda.

Ini sangat terkenal dalam kasus karbon alotrop. Seperti yang akan kita lihat nanti, salah satu alotrop, berlian, membentuk kristal yang sangat transparan dan sangat keras, sementara yang lain adalah zat lembut dan rapuh.

Selanjutnya, semua karbon Alotrops dijelaskan sejauh ini, bersama dengan sifatnya yang paling menonjol dan aplikasinya:

berlian

Struktur mikroskopis berlian dan grafit

Berlian adalah bentuk karbon yang paling stabil dan merupakan salah satu dari dua alotrop yang paling terkenal dari elemen itu. Ini terdiri dari atom karbon tetrahedral dengan hibridisasi SP3 Terkait dengan menggunakan ikatan kovalen C-C sederhana dalam jaringan kovalen tiga dimensi.

Alotrop karbon ini secara alami atau dapat diproduksi secara industri dari grafit dengan tekanan tinggi.

Properti

  • Ini terdiri dari padatan kristal yang transparan dan tidak berwarna yang dapat dipoles dengan kecerahan tinggi.
  • Itu adalah mineral tersulit yang diketahui oleh manusia. Ini berarti bahwa berlian mampu menggaruk permukaan bahan lainnya dan hanya dapat tergores dengan berlian lain.
  • Ini adalah salah satu elemen alami paling mahal di dunia.
  • Ini adalah konduktor termal terbaik yang diketahui, dengan konduktivitas termal antara 1300 dan 2300 W/m.K.
  • Tidak menghantarkan listrik.
  • Ini memiliki koefisien ekspansi termal yang sangat rendah.
  • Ini memiliki koefisien gesekan yang sangat rendah.
Dapat melayani Anda: Hidrogen: Sejarah, Struktur, Sifat dan Penggunaan

Aplikasi

  • Penggunaan harian yang paling terkenal adalah dalam perhiasan.
  • Karena kekerasannya adalah bahan abrasif yang sangat baik, sehingga ditambahkan ke permukaan instrumen pemotongan dan pemolesan logam, batu, dll.
  • Karena sifat termal, ia digunakan dalam pembuatan disipator panas.
  • Ini digunakan dalam pembuatan bantalan mikro gesekan rendah.

Grafit

Itu adalah salah satu dari alotrop karbon paling terkenal. Ini adalah bahan yang sangat umum yang memiliki struktur yang dibentuk oleh lembaran atom karbon yang ditumpuk di atas yang lain.

Semua atom karbon dalam grafit memiliki hibridisasi SP2, Jadi mereka memiliki struktur trigonal datar. Setiap karbon terkait dengan tiga karbon tetangga lainnya yang membentuk segi enam yang mirip dengan benzena, dengan sistem elektron PI didemokasikan pada permukaan masing -masing lembar, yang membuat listrik gantungan listrik.

Properti

  • Itu adalah bahan hitam solid pada suhu kamar.
  • Itu adalah bahan bakar, jadi Anda bisa membakar di hadapan oksigen.
  • Graphite adalah konduktor listrik yang baik.
  • Ini memiliki titik leleh yang tinggi.
  • Itu adalah bahan lembut yang memberi kesan licik.
  • Ini memiliki koefisien gesekan yang rendah.
  • Ini adalah konduktor termal yang baik.

Aplikasi

  • Itu sering digunakan dalam pembuatan pensil untuk menulis atau menggambar.
  • Ini sering digunakan sebagai pelumas kering.
  • Karena konduktivitas listriknya dan reaktivitas kimianya yang rendah, ia sering digunakan dalam kontak listrik di perangkat elektronik yang berbeda.
  • Ini digunakan dalam elektroda untuk analisis kimia.

Graphene

Struktur graphene

Graphene tidak lebih dari selembar grafit yang terisolasi. Ini didefinisikan sebagai kristal dua dimensi, dan diperoleh dengan memisahkan lapisan grafit dengan pita perekat. Graphene memiliki sifat unik yang membedakannya dari grafit, meskipun sangat mirip dengan struktur.

Dapat melayani Anda: Hukum Beer-Lambe

Properti

  • Konduktivitas listrik dan termal yang tinggi.
  • Ini adalah bahan elastis dan fleksibel, tetapi pada saat yang sama dengan kekerasan dan resistensi tinggi.
  • Untuk memiliki ketebalan atom karbon tunggal, ini adalah bahan yang sepenuhnya transparan.
  • Itu dapat menghasilkan listrik dengan paparan sinar matahari.

Aplikasi

  • Layar fleksibel.
  • Sirkuit elektronik yang fleksibel.
  • Penutup antikorosif.
  • Panel surya yang sangat efisien.
  • Sistem Sequencing DNA.
  • Biosensor presisi tinggi.

Guys atau Nanocarbon

Orang -orang adalah struktur molekul tertutup yang hanya dibentuk oleh atom karbon di mana pengaturan disajikan dalam bentuk cincin 4 hingga 7 anggota.

Tergantung pada ukuran dan bentuknya, beberapa jenis pria biasanya dibedakan:

Buckminsterfuleran (c60)

Kerangka 2D Buckminsterfulera

Ini berbentuk seperti bola yang sangat mirip dengan bola sepak. Itu juga disebut Bucky Ball.

Properti

  • Konduktivitas listrik dan termal yang tinggi
  • Resistensi tegangan tinggi.
  • Mereka membentuk bahan yang sangat ulet.
  • Mereka relatif lembam terhadap reaksi kimia.

Aplikasi

  • Antivirus
  • Antioksidan
  • Sistem Administrasi Obat

Nanotube Karbon

Struktur karbon nanotubus di mana semua atom karbon disatukan bersama dengan menggunakan ikatan kovalen non -pololar

Ini membentuk pangkalan dan awal nanoteknologi. Mereka adalah stroke panjang dengan bentuk tubular dan merupakan salah satu bahan yang paling banyak dipelajari saat ini dengan aplikasi yang tak terhitung jumlahnya dari sifat uniknya.

Properti

Mereka memiliki sifat dasar bola bucky yang sama, tetapi ketika memanjang, mereka adalah pendorong listrik yang lebih baik ke arah aksial.

Aplikasi

  • Dalam pembuatan bahan nanokomposisi dengan sifat mekanik, termal dan listrik yang unik.
  • Sistem Elektronik Molekuler.
  • Biosensor sensitivitas tinggi.
  • Sistem Penyimpanan Energi.
Dapat melayani Anda: kalium fosfat (k3po4): struktur, sifat, penggunaan

Graphenylene

Alotropik ini memiliki struktur kaca dua dimensi yang sangat mirip dengan graphene, tetapi dibentuk oleh unit biphenilene dengan cincin empat anggota yang diselingi di antara cincin enam, bukan hanya berisi pengaturan heksagonal.

Grafit aa '

Ini adalah bentuk karbon yang ditemukan pada tahun 2008. Ini adalah jenis grafit khusus yang hanya berbeda dengan cara lembaran grafit ditumpuk di atas yang lain. Ini adalah bentuk grafit metastabil yang dapat menjelaskan pembentukan dan sifat beberapa karbon nanotube dari beberapa lapisan.

Graphenylene

Graphenylene adalah karbonotropik baru yang baru ditemukan. Mereka terdiri dari bentuk berlian dua dimensi yang diperoleh dengan mengompresi grafit pada tekanan yang sangat tinggi. Ini menyebabkan lembaran grafit saling terkait satu sama lain, membentuk berlian hanya beberapa atom karbon tebal.

Karbon amorf

Umumnya terdiri dari campuran berbagai bentuk karbon dalam proporsi yang berbeda. Nanotube dapat berisi atau jenis pria lain, grafit, dll. Itu ditemukan dalam sampel alami seperti mineral atau arang yang disebabkan oleh pirolisis kayu.

Ini terutama digunakan sebagai bahan bakar dalam pemanasan, pembangkit energi atau masakan makanan.

Karbon vitreous

Ini adalah bentuk karbon yang diperoleh dengan memanaskan beberapa prekursor organik pada suhu tinggi. Ini adalah bahan yang sangat resisten pada suhu tinggi dan serangan kimia dengan asam dan oksigen. Itu juga tidak tembus pandang gas.