Grafito

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Grafito.

O grafito é uma das formas alotrópicas nas que se pode apresentar o carbono junto ao diamante e os fulerenos. A pressão atmosférica e temperatura ambiente é mais estável o grafito que o diamante, no entanto a descomposição do diamante é tão extremamente lenta que só é apreciable a escala geológica. Foi nomeado por Abraham Gottlob Werner no ano 1789 e o termo grafito deriva do grego γραφειν (graphein) que significa escrever. Também se denomina plumbagina e chumbo negro.

O grafito encontra-se em yacimientos naturais e pode-se extrair, mas também se produz artificialmente. O principal produtor mundial de grafito é Chinesa, seguido da Índia e Brasil.

Estrutura

Estrutura atómica do grafito.

No grafito os átomos de carbono apresentam hibridación sp2, isto significa que forma três enlaces covalentes no mesmo plano a um ângulo de 120º (estrutura hexagonal) e que um orbital Π perpendicular a esse plano fique livre (estes orbitais deslocalizados são fundamentais para definir o comportamento eléctrico do grafito) . O enlace covalente entre os átomos de uma capa é extremamente forte, no entanto as uniões entre as diferentes capas realizam-se por forças de Vão der Waals e interacções entre os orbitais Π, e são bem mais débis.

Poder-se-ia dizer que o grafito são várias capas de grafeno montadas.

Esta estrutura laminar faz que o grafito seja um material marcadamente anisótropo.

Propriedades

É de cor negro com brilho metálico, refractario e se exfolia com facilidade. Na direcção perpendicular às capas apresenta uma conductividad da electricidade baixa e que aumenta com a temperatura, se comportando pois como um semiconductor. Ao longo das capas a conductividad é maior e aumenta proporcionalmente à temperatura, comportando-se como um condutor semimetálico.

Aplicações

O grafito é um material refractario e emprega-se em tijolos, crisoles, etc.
Ao deslizar-se as capas facilmente no grafito, resulta ser um bom lubrificante sólido.
Utiliza-se na fabricação de diversas peças em engenharia, como pistões, juntas, arruelas, rolamentos, etc.
Este material é condutor da electricidade e usa-se para fabricar eléctrodos. Também tem outras aplicações eléctricas.
Emprega-se em reactores nucleares, como moderadores e reflectores.
O grafito misturado com uma massa serve para fabricar lápis.
É usado para criar discos de grafito parecidos aos de discos vinilo salvo por sua maior resistência a movimentos bruscos das agulhas leitoras.
Pode-se criar Grafeno, o material mais condutor e resistente que existe, futuro substituto do silício na fabricação de chips.

Compostos de intercalación de grafito

Diferentes moléculas ou iones podem penetrar nas capas do grafito. Por exemplo o potasio pode ceder um elétron ao grafito, ficando o ion de potasio, K,entre as capas. Este elétron contribui a aumentar a conductividad que apresentava o grafito.

Podem-se preparar diferentes compostos de intercalación com diferentes estequiometrías e diferentes espécies. Em alguns casos a conductividad resultante é maior, como no caso do potasio, e é o que ocorre geralmente, mas em outros, como por exemplo com flúor, é menor.