Sobre Grafeno, Fulerenos, Diamante e Grafite

Sobre Grafeno, Fulerenos, Diamante e Grafite

Grafeno e Fulerenos

Grafeno e fulerenossão formas de carbono. Suas estruturas são diferentes daquelas dediamante e grafite, que também são formas de carbono.

Grafeno

O grafeno é uma única camada de grafite. O forteligações covalentes entre os átomos de carbono significa que o grafeno:

  • tem um muito alto ponto de fusão
  • é muito forte

Como o grafite, o grafeno conduz bem eletricidade porque tem deslocado elétrons que são livres para se moverem em sua superfície.

Esses propriedades tornar o grafeno útil em eletrônica e para fazer compósitos.

O grafeno tem uma estrutura covalente gigante, mas os fulerenos têm moléculas grandes.

Fulerenos

Fulerenos são moléculasde átomos de carbono com formas ocas. Suas estruturas são baseadas em anéis hexagonais de átomos de carbono unidos por ligações covalentes. Alguns fulerenos incluem anéis com cinco ou sete átomos de carbono. Dois exemplos de fulerenos sãobuckminsterfullerene e nanotubos.

Buckminsterfullerene

Buckminsterfullereno foi o primeiro fulereno a ser descoberto. Suas moléculas são compostas por 60 átomos de carbono unidos por fortes ligações covalentes. As moléculas de C 60 são esféricas.

São fracos forças intermolecularesentre moléculas de buckminsterfullerene. Estes precisam de pouca energia para serem superados, então o buckminsterfullereno é escorregadio e tem um baixo ponto de fusão.

Buckminsterfullereno tem sessenta átomos de carbono unidos por ligações covalentes

Nanotubos

Um nanotubo é como uma camada de grafeno, enrolada em um cilindro. O comprimento de um nanotubo é muito longo em comparação com sua largura, portanto, os nanotubos têm altas razões de comprimento para diâmetro.

Nanotubos têm alta resistência à tracção, então eles são fortes em tensãoe resistir a ser esticado. Como o grafeno, os nanotubos são fortes e conduzem eletricidade porque possuem elétrons deslocalizados.

Essas propriedades tornam os nanotubos úteis para nanotecnologia, eletrônica e materiais especializados.

Os nanotubos podem ter vários milímetros de comprimento, mas apenas alguns nanômetros de largura

Diamante e grafite

Diamante e grafite são diferentes formas de elementocarbono. Ambos têm estruturas gigantes de carbonoátomos, unidos por ligações covalentes. No entanto, suas estruturas são diferentes, então alguns de seuspropriedades são diferentes.

Diamante

Estrutura e ligação

Diamante é um estrutura covalente gigante no qual:

  • cada átomo de carbono é unido a quatro outros átomos de carbono por fortes ligações covalentes
  • os átomos de carbono formam uma estrutura de rede tetraédrica regular
  • não há elétrons livres

Os átomos de carbono no diamante formam um arranjo tetraédrico

Propriedades e usos

A rede rígida de átomos de carbono, mantida unida por fortes ligações covalentes, torna o diamante muito duro. Isso o torna útil para ferramentas de corte, como cortadores de vidro com ponta de diamante e brocas para plataformas de petróleo.

Como a sílica, o diamante tem um alto valor ponto de fusão e não conduz eletricidade.

Grafite

Estrutura e ligação

A grafite tem uma estrutura covalente gigante na qual:

  • cada átomo de carbono forma três ligações covalentes com outros átomos de carbono
  • os átomos de carbono formam camadas de anéis hexagonais
  • não há ligações covalentes entre as camadas
  • há um não vinculado – ou deslocado – elétron de cada átomo

Propriedades e usos

A grafite deslocou elétrons, assim como os metais. Esses elétrons são livres para se mover entre as camadas de grafite, de modo que o grafite podecondutaeletricidade. Isso torna o grafite útil paraeletrodos em baterias e para eletrólise.

As forças entre as camadas de grafite são fracas. Isso significa que as camadas podem deslizar umas sobre as outras. Isso torna o grafite escorregadio, por isso é útil como umlubrificante.

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