Gee grafiet elektrisiteit: 13 feite wat u moet weet


Grafiet is 'n allotropiese vorm van koolstof wat uit sakke koolstoflae bestaan. Laat weet ons oor die geleidingsaard van grafiet.

Grafiet is 'n goeie geleier van elektrisiteit al dra grootmaat koolstof nie by tot die geleiding nie. Op die nanoskaal wys die oriëntasie van koolstofatome in die grafietrooster verskillende rigtings, dus is elektriese geleiding moontlik in grafiet.

Grafiet is 'n kristallyne vaste stof met 'n goed gedefinieerde eenheidsel, wat 'n groot bydrae tot elektriese geleiding is. Kom ons konsentreer op die feite betrokke by elektriese geleiding in grafiet.

Kan grafiet as die elektriese geleier gebruik word?

Grafiet word wyd gebruik as 'n droë smeermiddel. Kom ons fokus op hoe grafiet as 'n elektriese geleier gebruik word.

Grafiet is die mees stabiele isotoop van koolstof wat slegs in kortafstand elektriese geleiding gebruik word, soos borsels in GS-motors. Dit kan nie as 'n elektriese geleier in lang drade geïmplementeer word nie as gevolg van treksterkte en buigsaamheid.

Grafiet is meganies swak, is nie so buigsaam nie en het nie 'n trek-eienskap nie. Grafiet is hoogs weerstandbiedend as koper, dus word dit meestal in resistors en reostate gebruik.

Hoe is grafiet 'n elektriese geleier?

Daar word gesê dat materiaal elektries geleidend is as daar elektrone in die buitenste dop ontwrig word. Kom ons verskaf die proses van elektriese geleidingsvermoë in grafiet.

Die bindingstruktuur van die koolstofatome in grafiet is soos lae waarin elke koolstofatoom 'n binding met drie ander atome deel wat een ekstra valenselektron oorlaat. Die spaarelektron is vry om om die rooster te beweeg wat ladings dra. Op hierdie manier, grafiet dien as 'n elektriese geleier.

Die grafiet bestaan ​​uit koolstofatoomlae, die ekstra elektron per koolstof kan 'n see van gedelokaliseerde elektrone genereer wat beskikbaar is vir geleiding.

Waarom gelei grafiet elektrisiteit?

Die elektriese geleidingsvermoë van die materiaal definieer die gekwantifiseerde meting van beskikbare ladings. Kom ons demonstreer die rede vir elektriese geleidingsvermoë in grafiet.

Grafiet gelei elektrisiteit omdat dit bestaan ​​uit los begrensde pi-elektrone met 'n swak Vander Waals-interaksie by elke laag. Hierdie pi-elektrone word dus maklik vrygestel vir beweging en dra talle ladings langs die roosterstruktuur om elektrisiteit te gelei.

Die vloei van gedelokaliseerde elektrone vanaf elke laag dra die ladings. Dit maak 'n weg vry van ander verkeer vir die geleiding as gevolg van swak Vander Waals krag tussen die lae.

Wanneer gelei grafiet elektrisiteit?

Materiaal kan elektrisiteit gelei wanneer 'n elektron per atoom vrygemaak word. Vertel ons die scenario van elektriese geleiding in grafiet.

Wanneer grafeenlae gesamentlik saamgepak word om soliede grafiet te vorm, word 'n see van vrye elektrone gegenereer. Onder hierdie omstandighede kan grafiet elektrisiteit gelei.

Wat is die elektriese geleidingsvermoë van grafiet?

'n Elektriese geleier is enige materiaal wat in staat is om die elektriese stroom deur hulle te laat gaan. Kom ons demonstreer die elektriese geleidingsvermoë van grafiet.

Die elektriese geleidingsvermoë van grafiet word op ongeveer 10 geskat4 Scm-1. Die elektriese geleidingsvermoë in grafiet vind altyd loodreg op die koolstoflae plaas.

Is grafiet 'n goeie elektriese geleier?

'n Materiaal word 'n goeie geleier genoem wanneer dit 'n maksimum neiging het om 'n vrye elektron te skep na binding. Kom ons vind uit hoe grafiet 'n goeie geleier kan wees.

Grafiet is 'n goeie elektriese geleier. Die neiging om 'n mobiele elektron per elke koolstofatoom te skep, maak grafiet 'n goeie geleier. Hierdie mobiele elektrone dwaal om die rooster en dra ladings en skep 'n gat wat lei tot goeie elektriese geleiding in grafiet.

Struktuur en binding van grafiet

Grafiet is 'n meerlagige bros vaste stof, en elke laag staan ​​bekend as grafeen. Kom ons beeld die bindingstruktuur van grafiet uit.

  • Struktuur van grafiet – Koolstofatome word op heuningkoekmanier in lyn gebring. Elke koolstofatoom is sp3 gehibridiseer met trigonale planêre geometrie.
  • Binding van grafiet – Elke koolstofatoom wat deur sterk kovalente binding aanmekaar gehou word. Die bindingslengte tussen elke atoom is 0.142nm, en die interplanêre afstand is 0.335nm.
Struktuur van grafiet
Image krediete: Wikimedia algemeen
s

Daar is twee vorme van grafietrangskikking gebaseer op die stapel van grafeenlae in die rooster wat alfa- en beta-grafiet genoem word. Die volgorde van rangskikking van alfa-grafiet in die laag is ABAB, terwyl die volgorde van rangskikking van beta-grafiet ABCABC is.

Eienskappe van grafiet

Grafiet is solied met fisiese en chemiese eienskappe. Kom ons verstaan ​​sommige van die eienskappe van grafiet.

  • Grafiet is kristallyn van aard sag en seperig om aan te raak.
  • Grafiet is ondeursigtige, grys-swart stof.
  • Grafiet is glad, glad en ligter as die diamant.
  • Grafiet kan hitte en elektrisiteit gelei.
  • Grafiet is nie-giftig en nie-ontvlambaar.
  • Grafiet het 'n hoë smelt- en kookpunt.

Gebruike van grafiet as 'n elektriese geleier

Grafiet het 'n hoë hitte-uithouvermoë dus word dit as 'n elektriese geleier gebruik. Kom ons lys 'n paar van die gebruike van grafiet as 'n elektriese geleier.

  • Draagbare elektroniese toestelle bestaan ​​uit batterye wat met grafiet gemaak word. Draagbare CD-spelers, skootrekenaars, selfone, tablette selfs die battery van elektriese voertuie gebruik grafiet.
  • Grafiet word as 'n elektrode in 'n elektrochemiese sel gebruik.
  • Grafiet word ook in elektriese kwaste en elektriese verf gebruik.

Gelei grafiet hitte?

Geleiding van hitte in enige materiaal is soortgelyk aan elektriese geleiding. Kom ons verstaan ​​die termiese geleidingsvermoë van grafiet.

Grafiet is 'n goeie geleier van hitte. Dit gelei hitte as gevolg van swak vender Waals interaksie tussen die grafeen lae. Aangesien grafiet bestaan ​​uit een vrye elektron by die buitenste dop van die koolstof wat veroorsaak word as gevolg van gedelokaliseerde binding in die laag wat lei tot termiese geleidingsvermoë.

Hoekom het grafiet 'n hoë smeltpunt?

Die waarde van die smeltpunt van verskeie materiale hang af van die bestaan ​​van Vander Waals-krag. Kom ons bespreek die smeltpunt van grafiet.

Die seskantige struktuur hou die grafietlae deur Vander Waals-krag tussen die parallelle lae vas, en die kovalente binding tussen die molekules word sterker, wat 'n groot hoeveelheid energie benodig om die interaksie te breek. Grafiet het dus 'n hoë smeltpunt om die binding te breek.

Hoekom gelei 'n diamant nie elektrisiteit nie?

Diamant is ook 'n allotroop van koolstof anders as grafiet as gevolg van die roosterrangskikking van koolstof. Kom ons fokus op die elektriese geleidingsvermoë van diamante.

Diamant is 'n swak geleier van elektrisiteit omdat dit bestaan ​​uit koolstof van vier valenselektrone waarin elke elektron betrokke is by binding met die ander buur-atoom, en geen ekstra elektron word vry gelaat om om die rooster te beweeg om die ladings te dra nie.

Nog 'n rede waarom die diamant swak elektriese geleidingsvermoë toon, is die afwesigheid van Vander Waals-krag tussen die lae van die diamant.

Gevolgtrekking

Kom ons sluit hierdie pos af deur tot die gevolgtrekking te kom dat grafiet 'n baie goeie geleier van elektrisiteit is as gevolg van sy kristallyne struktuur met beperkte toepassing in 'n stuk werklike elektriese toerusting.

Keerthi Murthi

Ek is Keerthi K Murthy, ek het nagraadse studie in Fisika voltooi, met die spesialisasie in die veld van vastestoffisika. Ek beskou fisika nog altyd as 'n fundamentele vak wat aan ons daaglikse lewe gekoppel is. As 'n wetenskapstudent geniet ek dit om nuwe dinge in fisika te verken. As skrywer is my doel om die lesers op die vereenvoudigde wyse deur my artikels te bereik. Bereik my – keerthikmurthy24@gmail.com

Onlangse plasings