Question

O Caută pe internet informații despre diamant, grafit, fulerene și cărbuni de pământ. Elaborează o fişă, pe baza schemei de mai jos, pentru una dintre formele alotropice ale carbonului​

Answer 1

Diamantul este un mineral nativ și în același timp o piatră prețioasă. Din punct de vedere chimic este una din formele de existență ale carbonului pur, celelalte fiind carbonul amorf (grafitul) și fulerenele. Diamantul cristalizează în sistemul cubic și poate atinge duritatea maximă (10) pe scara Mohs, duritatea variind însă în funcție de gradul de puritate a cristalului. Din cauza durității ridicate, cristalele de diamant pot fi șlefuite numai cu pulbere de diamant și fulerenă.
Grafitul sau plombagina este un mineral răspândit în natură ce face parte din categoria nemetalelor, fiind după diamant un element stabil datorită structurii simetrice de C60 cu o compoziție chimică de carbon pur cristalizând hexagonal, rar romboedric sau fiind sub formă amorfă. Grafitul are în structură cristale opace de culoare neagră, hexagonale, formă tabulară, solzoasă, sau bare.
Luciul fiind metalic la formele cristaline și mat la agregatele amorfe. Duritatea pe scara Mohs este între 1 - 2, densitatea 2,1 - 2,3 având o urmă neagră cenușie.
Fulerenele sau "C60" reprezintă o clasă de compuși de atomi de carbon, care prezintă per ansamblul structurii fie forme sferice de tip dom geodezic (C60, C540), fie forme cilindrice de "tip cușcă" (nanotuburile). Această clasă de substanțe este considerată, alături de carbonul amorf, grafitul și diamantul o formă alotropică distinctă a carbonului. Din punct de vedere al legăturilor chimice dintre atomii de carbon constituenți, fulerenele sunt înrudite structural cu grafitul.
Cărbunele este o rocă sedimentară de culoare brun-neagră, cu proprietăți combustibile formată prin carbonizarea (îmbogățirea în carbon, în condițiile lipsei oxigenului) resturilor unor plante din epocile geologice.
Hai să alegem grafitul pentru schema respectivă.
Etimologie și istorie:
Etimologia termenului provine din limba greacă: γραφειν (graphein) = a scrie, aceasta fiind datorată urmei negre lăsată pe hârtie, proprietate care a determinat folosirea mineralului în fabricarea minelor de creioane. In epoca târzie a fierului (între secolul V și I î.e.n.) grafitul era folosit la înnegrirea obiectelor din ceramică, unele din acestea fiind descoperite în Passau.
Răspândire pe Pământ:
Grafitul apare în natură sub formă de granule, în rocile metamorfice bogate în carbon, și ca vinișoare sau sub formă de filon în pegmatite.
Mineralul este exploatat în România, China, Coreea, Madagascar, Zimbabwe, Brazilia, Cehia, Ucraina și India în mine și cariere de exploatare la zi a grafitului, în total 600.000 tone pe an.
Structură:
În grafitul cristalin există o structură de straturi paralele (straturi bazale); aceste straturi au legături covalente hexagonale între atomi (o legătură stabilă), în schimb două straturi alăturate sunt legate între ele prin legături ionice (legături labile).
Proprietăți fizice:
- culoare - în intervalul de la oțel gri la negru;
- conduce bine curentul electric;
- prezintă conductivitate termică crescută;
- pe scara Mohs, grafitul are o densitate scăzută - 1 (relativ moale) - spre deosebire de o altă modificare alotropică a carbonului - diamant, care are un indice maxim de rezistență la aceeași scală;
- rezistent la căldură (cu condiția de a nu exista aer, nu se topește.
Utilizări:
Conductibilitatea electrică ridicată și stabilitatea chimică fac posibilă utilizarea grafitului pentru producerea de electrozi de încălzire.
Componentă de lubrifianți - solid, lichid, combinat.
În combinație cu caolin, grafitul este utilizat pentru a face tije pentru creioane negre de grafit.
Pentru fabricarea diamantelor sintetice (artificiale).
Este una dintre componentele produselor de vopsea, care au proprietăți anticorozive (așa-numita vopsea de grafit), astfel de compoziții sunt utilizate pentru a proteja fonta, lemn, aluminiu, oțel și produse din beton.