탄소는 자연적으로 흑연과 다이아몬드의 두 가지 결정 형태로 발견 될 수 있습니다. 둘 다 화학적으로 유사하지만 물리적 특성과 결정 구조에서 상당히 다릅니다. 흑연은 결정질과 소프트 형태의 탄소입니다. 금속 및 비 금속 특성을 모두 갖는 별개의 물질입니다.
흑연은 그리스어‘Graphein’에서 이름을 올렸으며‘쓰기’를 의미합니다. 화성 및 변성암에서 찾을 수 있습니다. 일반적으로 칙칙한 색상으로 발견됩니다. 불투명하고 반짝이는 검은 색 광택이 있습니다. 중력이 낮고 부드러운 미네랄입니다. 지구의 빵 껍질의 열과 압력에 탄소가 노출되면 흑연이 형성됩니다.
유형의 흑연
흑연의 두 가지 유형이 있습니다 :천연 및 합성.
자연 흑연
지구의 지각에서 자연스럽게 발견되는 미네랄입니다. 흑연과 탄소로 구성됩니다. 이 형태의 흑연은 채굴됩니다. 다른 미네랄과 결합되면 추출됩니다. 부유 및 필터링과 같은 미네랄 과정은 추출에 필요합니다.
천연 흑연은 좋은 열과 전기 도체이며 광범위한 온도를 견딜 수 있습니다.
결정도에 기초 하여이 미네랄은 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
- 높은 결정질
- 비정질
- flakey
합성 흑연
합성 흑연은 코크스와 피치에서 생성 될 수 있습니다. 그것은 천연 흑연만큼 결정이 아니지만 후자보다 순수합니다.
합성 흑연에는 두 가지 유형이 있습니다 :
- Electrographite :콜 타르 피치와 석유 코크스에서 생산되는 순수한 탄소입니다.
- 소성식 석유 피치 가열하여 생성 된 또 다른 형태의 합성 흑연이 있습니다.
흑연 구조
흑연은 공유 구조를 가지고 있으며, 이는 흑연 분자의 각각의 탄소 원자가 공유 결합에 의해 3 개의 다른 탄소 원자에 연결됨을 의미한다. 탄소 원자는 육각형으로 구성되어 시트와 같은 구조를 형성한다. 이 구조는 약한 힘에 의해 제자리에 고정되어 있습니다.
다수의 탄소 원자가 평행이 배열된다. 흑연의 원자는 SP2 혼성화를 나타낸다. 그래 핀은 흑연의 개별 층을 지칭한다. 각 층의 탄소 원자는 0.142 nm 결합 길이 및 0.335 nm 평면 분리를 갖는 벌집 격자로 구성된다. 각 층의 원자는 그들 사이의 공간의 2.5 배로 분리됩니다.
흑연의 구조에서, 각각의 탄소 원자는 3 개의 전자를 사용하여 가장 가까운 3 개의 이웃의 전자와 간단한 연결을 만듭니다. 결합 수준에서, 네 번째 전자는 남아있다. 각 탄소 의이 '예비'전자는 한 층의 전체 원자 시트에 걸쳐 분비됩니다.
흑연의 특성
물리적 특성
- 흑연 구조의 전자는 비편정되어 있으며 시트 전체에서 자유롭게 이동할 수 있습니다. 흑연을 탁월한 전기 도체로 만듭니다.
- 흑연은 탄소 원자와 용매 분자 사이의 인력이 약하고 공유 결합을 파괴하기에 충분하지 않기 때문에 유기 용매 및 물에 불용성이 있습니다.
- 다이아몬드와 동일한 융점이 높습니다.
- 그것은 시트와 같은 구조를 가지고 있으며, 그로 인해 부드럽고 미끄러 져 있습니다.
- 흑연은 또한 고속 중성자를 흡수하는 능력이 있습니다.
화학적 특성
- 공기와의 반응 :흑연의 탄소는 산소와 반응하여 산소의 이용 가능성에 따라 일산화탄소 및 이산화탄소를 형성합니다.
- 물과의 반응 :자연적으로 흑연은 물과 반응하지 않습니다. 그러나 특정 상황에서는 일산화탄소와 수소를 생산하기 위해 물과 반응합니다.
흑연의 적용
- 흑연은 마그탄 탄소 내화 벽돌과 같은 내화성 물질로 사용됩니다. 또한 도가니와 곰팡이를 만드는 데 사용됩니다.
- 강철과 철이 가공되는 용광로를 만드는 데 사용됩니다.
- 흑연 양극은 전기 분해 과정에서 사용됩니다.
- 페인트, 연필 및 기타 물건을 제조하는 데 사용됩니다.
결론
흑연은 다이아몬드와는 별도로 결정질 형태의 탄소입니다. 부드럽고 자연적으로 발생하는 미네랄 형태의 탄소입니다. 흑연의 구조는 상호 연결된 육각형 시트입니다. 자연과 합성의 두 가지 종류의 흑연이 있습니다. 흑연의 색은 회색 검은 색입니다. 그것은 지구의 빵 껍질에서 추출되는 곳에서 자연스럽게 발견됩니다. 흑연은 야금, 코팅 및 페인트 제조에 사용됩니다.
