검은 색 리드라고도하는 흑연은 결정질 형태의 탄소이며, 일반적으로 측분자 암석에서 플레이크 또는 결정질 층으로 발생합니다. 흑연은 탄소 질 퇴적물의 변성으로 인해 형성됩니다. 본질적으로, 그것은 또한 화성암, 운석 및 미네랄 Plumbago에서도 발견됩니다. 그것은 공유 결합에 의해 구성된 탄소 원자가 단단히 유지되는 공유 고체이다. 일반적으로 공유 고체는 단단하고 강합니다. 그러나 블랙 리드는 구조로 인해 부드럽습니다. 그것은 가장 안정적인 형태의 탄소이며, 고압과 온도에 노출되면 다이아몬드로 변할 수 있지만 수백만 년이 걸립니다.
전세계 블랙 리드의 주요 생산 업체는 중국이며 멕시코와 캐나다가 그 뒤를 잇습니다. 중국의 검은 리드 매장량은 전 세계적으로 두 번째로 큰 예비입니다. 첫 번째는 터키의 첫 번째입니다. 이 검은 리드는 잠무와 카슈미르, 라자스탄, 오리사, 웨스트 벵갈, 비하르에서 발견됩니다.
개요 :흑연 구조 소개
흑연은 2 차원 평면 구조를 가지고 있습니다. 그것의 각 탄소는 SP2 하이브리드 화됩니다. 각각의 개별 탄소 원자는 공유 결합을 통해 이웃의 탄소 원자 3 개에 결합하여 단일 층에서 육각형 평균 고리를 형성한다. 각 원자의 마지막 자유 원자가 전자는 다른 층 사이를 자유롭게 이동할 수 있습니다. 탄소-탄소 공유 결합 길이는 고리에서 141.5시이며 강한 결합을 나타냅니다. 따라서, 블랙 리드는 2 차원 시트 유사 중합체 고리를 가지고있다. 각각의 시트 또는 층은 벤젠 고리의 융합 시스템으로 간주 될 수있다. 두 개의 연속 시트는 오후 약 340 분 간격입니다. 두 가지 연속 층 사이의 이러한 상당한 거리는 공유 결합의 형성을 허용하지 않습니다. 연속적인 층은 다른 층 위로 미끄러질 수 있으며 약한 반 데르 발스 세력에 의해 함께 고정됩니다.
인공 준비
순수한 형태의 흑연은 전기 용광로의 작은 모래 및 철 (III)과 혼합 된 분말 코크스를 전기 용광로로 혼합하여 인위적으로 제조 할 수 있습니다.
실험실에서 자당, 황산 및 중탄산 나트륨을 사용하여 만들 수 있습니다.
화학 및 물리적 특성
외관에서, 흑연은 금속 광택이있는 회색 검은 색의 불투명 한 물질입니다. 종이에 검은 얼룩을 표시합니다. 위에서 논의한 바와 같이, 그 구조는 다음과 같이 특성 특성을 설명하는 데 사용될 수 있습니다.
- 미끄러운 자연 - 약한 반 데르 발스 (Van der Waals)의 힘은 흑연의 연속 층을 결합합니다. 한 층의 슬라이딩을 다른 층 위에 허용합니다. 이것은 또한 평면 선을 따라 구조의 절단을 허용합니다. 결과적으로 블랙 리드는 부드럽고 미끄러 져 윤활제로 사용될 수 있습니다.
- 높은 융점 - 각 층의 탄소 원자는 강한 공유 결합에 의해 결합되며, 이로 인해 용융점이 높기 때문에 약 3500 ℃
- 전도도 - 흑연의 각 탄소는 SP2 하이브리드 화됩니다. 따라서, 각 탄소 원자의 하나의 원자가 전자는 한 지점에서 다른 지점으로 자유롭게 이동할 수있다. 하나의 전자를 함유하는 구제화되지 않은 궤도는 각각 측면으로 겹쳐서 동일한 층에서 결합을 형성한다. 이 분산 된 전자는 열과 전기장의 영향으로 자유롭게 움직일 수 있습니다. 따라서 그것은 좋은 열과 전기 도체를 만듭니다.
- 저밀도 - 밀도는 2.26 g/cm3이며, 이는 연속 층 사이의 상당한 거리로 인해 다이아몬드보다 높습니다.
- 흑연의 화학적 결합은 다이아몬드를 구성하는 것보다 강합니다. 블랙 리드는 또한 화학 공격과 자체 흡연에 매우 저항력이 있습니다.
- 그것은 700 ℃에서 공중에서 화상을 입어 이산화탄소를 형성한다.
벌크 형태로, 그것은 불연성이지만 가연성이 있습니다.
- 흑연은 물이나 공기와 빠르게 반응하지 않습니다. 불소, 이산화 염소 및 과산화 칼륨, 강력한 산화제와의 폭력적인 반응이 있습니다. .
그래 핀
그래 핀은 단일 층의 흑연, '어머니 재료'로 형성된 탄소의 할당수입니다. 그것은 육각형 격자 구조에서 공유 결합 된 SP2 하이브리드 화 된 탄소 원자의 층을 포함한다. 그래 핀의 특성은 다이아몬드보다 40 배, 우수한 열 및 전기 도체보다 40 배나 강한 알려진 우주에서 가장 강력한 재료이기 때문에 어머니 재료를 초과합니다. 2003 년에 그래 핀은 나노 기술, 생명 공학, 광학 센서 및 기타 용도에 유망한 응용 프로그램을 가지고 있음을 발견했습니다.
사용
- 석유 젤리가있는 검은 색 납 그리스, 윤활제.
- 전기 용광로의 전극을 만드는 것.
- 높은 용융점으로 인해 금속이 녹기위한 도가니를 만들기위한.
- 전기 모터를위한 탄소 브러시 만들기
- 연필을 만들기 위해서는 종이에 검은 색을 표시 할 수 있기 때문에 (연필 리드는 검은 색 리드를 가변 양의 점토와 혼합하여 만들어집니다)
- 그것은 원자로에서 중성자 속도를 늦추기 위해 중재자로 사용됩니다.
- 그것은 유망한 나노 기술과 생물 의학 응용과 함께 알려진 우주에서 가장 강력한 재료 인 그래 핀을 만드는 데 사용됩니다.
- 탄소 화합물의 열 형성을 정의하기위한 표준 상태로서 일반적으로 열 화학에 사용됩니다.
결론
흑연 또는 검은 색 납은 탄소로 만든 회색 검은 색 불투명 공유 결정질 고체입니다. 그것은 변성암 사이에서 자연적으로 발견되며 모래와 가루 콜라를 사용하여 인위적으로 준비 할 수 있습니다. 그것은 2 차원 구조를 가지고 있으며, 육각형 평면 고리에 공유 결합 탄소 원자가 층을 형성하고 약한 반 데르 발스 힘은 인접한 층을 함께 유지합니다.
그 구조로 인해 검은 색 납은 부드럽고 미끄러 져 들어가며 녹는 점이 높으며 열과 전기의 우수한 도체이며 화학 저항성이 높으며 밀도가 낮습니다. 흑연의 예는 윤활제, 연필 리드, 전기 용광로의 전극 및 우주에서 가장 유망하고 가장 강한 재료, 그래 핀입니다.
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