גרפיט

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
גרפיט
GraphiteUSGOV.jpg
תכונות המינרל
הרכב כימי פחמן , C
מערך קריסטלוגרפי הקסגונלי
צורת הגביש לוחי, עלעלי בעל 6 צלעות.
צבע שחור פלדה עד אפור.
ברק מתכתי כהה.
שקיפות הגבישים אטומים.
פצילות מושלמת בכיוון אחד.
שבירה נשבר לפתיתים, מינרל פריך
קשיות 1-2 בסולם מוס
משקל סגולי 2.09–2.23 ג'/סמ"ק
שרטוט שחור
מינרלים נלווים קוורץ, קלציט, נציץ, טורמלין
סוגים
יהלום פולימורף נוסף של פחמן
הגרפיט בנוי שכבות-שכבות
מבט ב"היטל על" של שכבות גרפן בגרפיט. כל אטום פחמן מצוי מול מרכז משושה במישור מקביל.
גרפיט שנוצר כתוצאה מפירוק גלוקוז.

גרפיטאנגלית: Graphite) הוא אחת מתצורות המוצק של פחמן. האלוטרופים האחרים הם גביש היהלום, הפחם, הפולרן ותצורה מודרנית יותר של צינורית פחמן המופקת בטכניקת ננוטכנולוגיה.

מבנה כימי[עריכת קוד מקור | עריכה]

הגרפיט הוא אחת מצורות האיזומרים המרחביים של פחמן, וכמו היהלום גם הוא סריג אטומרי, אך בשונה ממנו, הגרפיט אינו גביש.

הגרפיט בנוי משכבות, העשויות טבעות בעלות שישה פחמנים (משושה), באופן שכל פחמן מחובר לשלושה פחמנים אחרים בקשרים קוולנטים; אורך הקשר פחמן-פחמן במישור 0.142nm (ננומטר); השכבות מרוחקות אחת מהשנייה 0.335nm ומחוברות ביניהן באמצעות קשרי ואן דר ואלס, מה שגורם לגרפיט להיות רך. בין השכבות מצויים אלקטרונים ניידים (אלקטרון הערכיות הרביעי הלא קושר בקליפה של כל אטום פחמן) ומאפשרים מוליכות חשמלית. השכבות מוסטות זו ביחס לזו, כך שאטום פחמן במישור אחד אינו מעל אטום פחמן במישור השכן. מבחינים בשתי צורות של גרפיט, השונות זו מזו במיקום המישורים זה ביחס לזה. בצורה היציבה - ההקסגונלית – המישורים בסידור ABAB; דהיינו, כל אטום פחמן מצוי מעל מרכז המשושה במישורים השכנים ומול אטום פחמן במישור הבא.

תכונה נוספת של הגרפיט היא האפשרות ללכוד נייטרונים חופשיים, מה שעוזר להפסקת פעילות כור גרעיני בעת הצורך. במשך שנים היה ניסיון להפריד את שכבות הגרפיט. רק בשנת 2004 הצליח אנדריי גיים, בשיתוף פעולה עם קונסטנטין נובוסלוב, שניהם פיזיקאים רוסיים מאוניברסיטת מנצ'סטר, לבצע את ההפרדה על ידי עבודה עם רסיסי גרפיט. הם חזרו על הפעולה שוב ושוב, והרסיסים שהתקבלו נעשו דקים יותר ויותר. כשהיו בידי החוקרים רסיסים דקים רבים, הם בחנו בעיון רב את החתיכות, ונדהמו לגלות שעוביין של כמה מהן היה אטום אחד בלבד. יתרונותיו של החומר נעוצים בתכונותיו המיוחדות, ובהן חוזק מיוחד ומוליכות גבוהה אפילו בטמפ' החדר. לחומר הזה של שכבת פחמן בעובי של אטום אחד ניתן השם גְרָפֵןאנגלית: graphene).

פרס נובל לפיזיקה לשנת 2010 הוענק לגיים ונובוסלוב על גילוי הגְרָפֵן.

יישומים[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]