Графитовой металлик？

Когда люди впервые сталкиваются с графитом, они часто задаются вопросом: графитовой металлик? Его блестящий внешний вид, электрическая проводимость и высокая температура плавления делают его на первом взгляде на металл. Тем не менее, графит является неметальным, несмотря на то, что он отображает множество характеристик, похожих на металлы. В этой статье мы рассмотрим свойства графита, почему он иногда принимается за металл, и его многочисленные практические применения в различных отраслях.

Что такое графит?

Графит является естественной формой углерода и одним из самых стабильных аллотропов углерода. В отличие от металлов, атомная структура Графита состоит из слоев атомов углерода, расположенных в гексагональной решетке. Эти слои слабо связаны друг с другом, позволяя им скользить друг на друга, давая графите его скользкие и смазывающие свойства. Эта уникальная структура делает графит захватывающим материалом, который в некоторых отношениях ведет себя как металл, но химически является неметальным.

Свойства графита

Электрическая проводимость

Графит является хорошим проводником электричества, который является свойством, обычно связанным с металлами. Это связано с тем, что графит имеет свободные электроны в своих слоях, которые могут свободно перемещаться при применении напряжения. Эти делокализованные электроны несут ответственность за способность графита проводить электричество, свойство, которое отличает его от большинства других неметаллов.

Теплопроводность

Графит также является отличным проводником тепла, который является еще одной чертой, часто связанной с металлическими веществами. Из-за своей уникальной слоистой структуры графит может эффективно переносить тепло, что делает его идеальным для высокотемпературных применений, таких как в аэрокосмической и электронике.

Мягкость и смазывающие свойства

Несмотря на свою проводимость, графит является одним из самых мягких материалов в мире. Он чувствует себя скользким на ощупь и часто используется в качестве смазки в приложениях, где важно снижение трения. Это связано со слабыми связями между слоями, что позволяет им легко скользить друг на друга.

Высокая точка плавления

Графит имеет невероятно высокую температуру плавления, приблизительно 3600 ° C. Это высокое тепловое сопротивление делает его ценным для использования в печи и других высокотемпературных средах, которая является еще одним свойством, обычно наблюдаемым в металлах.

Графит является металлом или неметальным?

Атомная структура графита

Графит состоит полностью из атомов углерода. В своей структуре атомы углерода образуют прочные ковалентные связи в каждом слое, но удерживаются вместе более слабыми силами Ван -дер -Ваальса между слоями. Эта структура типична для неметаллов. Металлы, с другой стороны, имеют другой тип связывания, обычно металлической связи, где электроны свободно делятся между атомами, способствуя проводимости, пластичности и металлубийности материала.

Композиция графита

В то время как графит делится несколькими свойствами с металлами, он в основном состоит из углерода, неметаллического элемента. Позиция углерода в периодической таблице между бором и азотом помещает его в неметаллическую категорию, а не в категории металлов. Следовательно, графит-это не металл, а неметаллический материал с некоторыми металлическими характеристиками.

Химическое поведение

Химическое поведение Graphite также больше соответствует неметалам. При воздействии кислорода графит образует кислые оксиды, характерные для неметаллов. Напротив, металлы имеют тенденцию образовывать основные оксиды при окислении. Это дополнительно укрепляет идентичность графита как не-металла.

Графит в промышленности

Электрика и электроника

Способность Graphite проводить электричество делает его важным материалом в электронике. Он используется при изготовлении электродов, батареи и в производстве электрических контактов.

Высокотемпературные приложения

Высокая точка плавления Graphite и теплопроводность делают его идеальным для использования в экстремальных средах, таких как производство стали, производство батареи и для использования в космических приложениях.

Смазочные материалы

Графит часто используется в качестве смазки в механических системах. Его скользкая природа в сочетании с его сопротивлением высоким температурам позволяет уменьшить трение в различных механизмах и предотвратить износ на движущихся частях.

Ядерные реакторы

Из -за его устойчивости к нейтронному излучению графит используется в ядерных реакторах для снижения скорости ядерного деления. Его способность выдерживать высокие температуры и радиацию делает его бесценным материалом в этом секторе.

Почему люди путают графит для металла

Металлический внешний вид

Блестящий металлический блеск Graphite часто заставляет людей ошибочно классифицировать его как металл. Однако этот металлический вид является просто отражением его кристаллической структуры, а не результатом металлической связи.

Электрическая и теплопроводность

Способность проводить как электричество, так и тепло, еще больше размывает линию между графитом и металлами. В то время как металлы, как правило, являются материалами для этих свойств, графит разделяет их из-за своей уникальной структуры.

Использование в приложениях, связанных с металлом,

Графит также используется в отраслях, которые обычно включают металлы, такие как создание стали, производство батареи и высокотемпературные процессы. Это использование усиливает заблуждение, что графит является металлом.

Заключение

Графит не является металлом, но он отображает несколько металлических свойств, включая электрическую и теплопроводность, высокую температуру плавления и смазочные способности. Эти характеристики делают графит невероятно универсальным материалом в различных отраслях, от электроники до высокотемпературных приложений. Однако, по своей сути, графит является неметальным из-за его атомной структуры, химического поведения и состава. Его уникальные свойства делают его важным материалом в современном промышленном ландшафте, даже если он не классифицируется как металл.

Часто задаваемые вопросы

В: Почему графит может проводить электричество?

A: Графит проводит электричество, потому что он содержит делокализованные электроны, которые могут свободно перемещаться между его слоями при применении напряжения.

В: Можно ли считать графит металл?

О: Хотя графит разделяет некоторые свойства с металлами, такими как проводимость, он неметальный, потому что он состоит из атомов углерода и не имеет металлической связи.

В: Какие отрасли используют графит?

О: Графит используется в различных отраслях, включая электронику, производство стали, смазочные материалы и ядерные реакторы, благодаря его уникальным свойствам, таким как электрическая проводимость и высокотемпературная сопротивление.

В: Почему у графита есть блестящий вид?

О: блестящий внешний вид графита обусловлен его кристаллической структурой, где атомы углерода образуют слои, которые отражают свет, но не указывают на металлическую связь.

Q: Используется ли графит в батареях?

О: Да, графит обычно используется в литий-ионных батареях в качестве анодного материала благодаря его способности проводить электричество и выдерживать высокие температуры.