Qual é a estrutura do grafite?

Estrutura de Grafite

O grafite tem uma estrutura covalente gigante na qual:cada átomo de carbono está ligado a três outros átomos de carbono por ligações covalentes. os átomos de carbono formam camadas com um arranjo hexagonal de átomos. as camadas têm forças fracas entre elas.

O grafite tem uma estrutura de camadas que é bastante difícil de desenhar de forma convincente em três dimensões. O diagrama abaixo mostra o arranjo dos átomos em cada camada e a forma como as camadas são espaçadas.

O carbono sólido vem em diferentes formas conhecidas como alótropos, dependendo do tipo de ligação química. Os dois mais comuns são diamante e grafite.

No diamante as ligações são sp3 e os átomos formam tetraedros com cada um ligado a quatro vizinhos mais próximos. No grafite, eles são híbridos orbitais sp2 e os átomos se formam em planos com cada um ligado a três vizinhos mais próximos a 120 graus de distância.

As camadas individuais são chamadas de grafeno . Em cada camada, os átomos de carbono estão dispostos em uma rede de favo de mel com um comprimento de ligação de 0,142 nm e a distância entre os planos é de 0,335 nm. Os átomos no plano são ligados covalentemente, com apenas três dos quatro locais de ligação potenciais satisfeitos.

O quarto elétron é livre para migrar no plano, tornando a grafite eletricamente condutora. A ligação entre as camadas é feita através de ligações fracas de van der Waals, que permitem que as camadas de grafite sejam facilmente separadas ou deslizem umas sobre as outras. A condutividade elétrica perpendicular às camadas é consequentemente cerca de 1000 vezes menor

Observe que você não pode realmente desenhar a vista lateral das camadas na mesma escala que os átomos na camada sem que uma ou outra parte do diagrama esteja muito espalhada ou muito achatada.

Nesse caso, é importante dar uma ideia das distâncias envolvidas. A distância entre as camadas é cerca de 2,5 vezes a distância entre os átomos dentro de cada camada.

As camadas, é claro, se estendem por um grande número de átomos – não apenas pelos poucos mostrados acima.

Você pode argumentar que o carbono tem que formar 4 ligações por causa de seus 4 elétrons desemparelhados, enquanto neste diagrama ele parece estar formando apenas 3 ligações com os carbonos vizinhos. Este diagrama é uma espécie de simplificação e mostra o arranjo dos átomos em vez da ligação.

A ligação em grafite

Cada átomo de carbono usa três de seus elétrons para formar ligações simples com seus três vizinhos próximos. Isso deixa o quarto elétron no nível de ligação. Esses elétrons “sobressalentes” em cada átomo de carbono se deslocam sobre toda a folha de átomos em uma camada.

Eles não estão mais associados diretamente a nenhum átomo ou par de átomos em particular, mas são livres para vagar por toda a folha. O importante é que os elétrons deslocalizados são livres para se mover em qualquer lugar dentro da folha – cada elétron não está mais fixado a um átomo de carbono específico.

No entanto, não há contato direto entre os elétrons deslocalizados em uma folha e os das folhas vizinhas. Os átomos dentro de uma folha são mantidos juntos por fortes ligações covalentes – mais fortes, de fato, do que no diamante por causa da ligação adicional causada pelos elétrons deslocalizados.

Então, o que mantém as folhas juntas? No grafite, você tem o melhor exemplo das forças de dispersão de van der Waals. À medida que os elétrons deslocalizados se movem na folha, dipolos temporários muito grandes podem ser criados, o que induzirá dipolos opostos nas folhas acima e abaixo - e assim por diante em todo o cristal de grafite.

O grafite tem muitas propriedades, como um alto ponto de fusão, semelhante ao de um diamante. Para derreter o grafite, não basta soltar uma folha da outra. Você tem que quebrar a ligação covalente em toda a estrutura.

Tem uma sensação macia e escorregadia e é usado em lápis e como lubrificante seco para coisas como fechaduras. Você pode pensar no grafite como um baralho de cartas - cada carta é forte, mas as cartas deslizam umas sobre as outras, ou até mesmo caem do baralho. Quando você usa um lápis, as folhas são esfregadas e grudam no papel.

O grafite tem uma densidade menor que o diamante. Isso ocorre devido à quantidade relativamente grande de espaço que é “desperdiçado” entre as folhas.

O grafite é insolúvel em água e solventes orgânicos - pelo mesmo motivo que o diamante é insolúvel. As atrações entre moléculas de solvente e átomos de carbono nunca serão fortes o suficiente para superar as fortes ligações covalentes no grafite.

Conduz eletricidade. Os elétrons deslocalizados são livres para se mover pelas folhas. Se um pedaço de grafite for conectado a um circuito, os elétrons podem cair de uma extremidade da folha e ser substituídos por novos na outra extremidade.

Perguntas frequentes.

Qual é a estrutura do grafite?

Qual é a estrutura do diamante e do grafite?

Tanto o diamante quanto o grafite são feitos inteiramente de carbono, assim como o mais recentemente descoberto buckminsterfulereno (uma molécula discreta em forma de bola de futebol contendo 60 átomos de carbono). A maneira como os átomos de carbono estão dispostos no espaço, no entanto, é diferente para os três materiais, tornando-os alótropos de carbono.

Qual é a estrutura cristalina do grafite?

Grafite (/ˈɡræfaɪt/), arcaicamente referido como plumbago, é uma forma cristalina do elemento carbono com seus átomos dispostos em uma estrutura hexagonal. Ocorre naturalmente nesta forma e é a forma mais estável de carbono sob condições padrão.

O grafite é uma estrutura em camadas?

O grafite é composto de camadas de átomos de carbono que estão dispostos em anéis hexagonais de 6 membros. Esses anéis são presos um ao outro em suas bordas.

Qual é a estrutura e as propriedades do grafite?

A grafite tem uma estrutura covalente gigante na qual:os átomos de carbono formam camadas de anéis hexagonais. não há ligações covalentes entre as camadas. há um elétron não ligado ou deslocalizado de cada átomo.

Qual é a estrutura e a ligação do grafite?

O grafite tem uma estrutura covalente gigante que consiste em camadas de átomos de carbono. Os átomos de carbono têm 4 elétrons de valência que estão disponíveis para ligação. Na grafite, cada átomo de carbono está ligado covalentemente a 3 outros átomos de carbono. Portanto, cada átomo de carbono tem 1 elétron que não é usado para ligação.

O grafite é uma estrutura simples?

A estrutura covalente gigante de grafite. O grafite tem uma estrutura de camadas que é bastante difícil de desenhar de forma convincente em três dimensões. O diagrama abaixo mostra o arranjo dos átomos em cada camada e a maneira como as camadas são espaçadas.

O grafite é uma estrutura tetraédrica?

Grafite tem uma estrutura tetraédrica não é correto. A grafite é uma forma natural de carbono cristalino. É encontrado em rochas metamórficas e ígneas. A grafite é formada quando o carbono é submetido a calor e pressão na crosta terrestre e no manto superior.

O que o grafite dá a sua estrutura e usos?

A grafite é um alótropo do carbono. grafite cada átomo de carbono está ligado a 3 outros átomos de carbono por ligação covalente simples, resultando no anel hexagonal que é organizado em uma camada. Em geral, o grafite é usado em lápis colocado, baterias como eletrodo. Tem camadas bidimensionais como estrutura.

Qual é o nome da estrutura do grafite?

O grafite tem uma estrutura em camadas que consiste em anéis de seis átomos de carbono dispostos em folhas horizontais amplamente espaçadas. O grafite cristaliza assim no sistema hexagonal, em contraste com o mesmo elemento que cristaliza no sistema octaédrico ou tetraédrico como o diamante.

Qual tem estrutura tipo grafite?

Isso indica que a maior parte dos átomos de carbono na rede BCN(H) tem uma estrutura semelhante à do grafite.

Como você estrutura o grafite?

Como a estrutura do grafite explica suas propriedades físicas?

A estrutura planar do grafite permite que os elétrons se movam facilmente dentro dos planos. Isso permite que o grafite conduza eletricidade e calor, bem como absorva a luz e, ao contrário do diamante, pareça preto.

O que é estrutura do grafeno?

O grafeno é uma camada espessa de um único átomo de grafite com fortes ligações covalentes entre cada átomo de carbono. Os átomos estão dispostos em hexágonos. Suas propriedades incluem:altos pontos de fusão e ebulição. As muitas ligações covalentes do grafeno são fortes e é necessária energia substancial para quebrá-las.

O grafite é duro ou macio?

O grafite é muito macio e escorregadio. O diamante é a substância mais dura conhecida pelo homem. Se ambos são feitos apenas de carbono, o que lhes confere propriedades diferentes? A resposta está na forma como os átomos de carbono formam ligações entre si.

O grafite tem uma estrutura de rede?

Diamante e grafite são formas diferentes do elemento carbono. Ambos consistem em estruturas gigantes de rede covalente de átomos de carbono, unidos por ligações covalentes.

Quais são as duas formas estruturais diferentes de carbono?

Quando um elemento existe em mais de uma forma cristalina, essas formas são chamadas de alótropos; os dois alótropos mais comuns de carbono são diamante e grafite.

Por que o silício não tem estrutura de grafite?

Devido ao tamanho maior e menor eletronegatividade do Si do que C, ele não sofre hibridização sp2 e, portanto, não forma ligações duplas pπ-pπ necessárias para a estrutura do tipo grafite. Em vez disso, prefere sofrer apenas hibridização sp3 e, portanto, o silício tem uma estrutura de rede tridimensional semelhante a um diamante.

O que é fórmula de grafite?

A fórmula química do grafite é C, Peso molecular:12,01. Nanotubos, diamante e grafite são alótropos do carbono, e a fórmula química pode ser expressa por “C”.

Por que o grafite é macio em termos de estrutura e ligação?

O grafite é uma forma de carbono na qual os átomos de carbono formam ligações covalentes com três outros átomos de carbono. Essas camadas podem deslizar umas sobre as outras, então o grafite é muito mais macio que o diamante.

O que mantém as camadas de grafite juntas?

Embora o grafite seja composto de moléculas gigantes, seus átomos estão dispostos em camadas que podem deslizar umas sobre as outras. As forças fracas de Van der Waals mantêm as camadas unidas.

Como as estruturas de grafite e grafeno são diferentes?

A principal diferença entre grafite e grafeno é que o grafite é um alótropo de carbono com um alto número de folhas de carbono, enquanto o grafeno é uma única folha de carbono de grafite. Uma camada dessas camadas é uma folha de grafeno. Uma folha de grafeno é considerada uma nanopartícula de acordo com suas dimensões.

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