Wie Stelle ich die Struktur von Graphit dar und erklärt mit Hilfe der Struktur, warum Graphit den elektrischen Strom leitet.?
Guten Mittag, ich habe heute Mittag als Hausaufgabe diese Frage gestellt bekommen und habe schon rausgefunden das Graphit ein Valenzelektron hat, was frei beweglich ist, aber wie genau kann ich das an einer Zeichnung der Struktur zeigen?
Schonmal vielen Dank
3 Antworten
Kohlenstoff kann verschiedene Bindungen eingehen.
Eine Form ist Diamant, der härteste bekannte Stoff. Hier bildet der Kohlenstoff mit seinen 4 Wertigkeiten dreidimensional kubisch feste Atombindungen (Kristallgitter, vergl. Tetraeder).
Beim Graphit bildet der Kohlenstoff in (wabenförmiger) sechseckiger Struktur flache Schichten, die sich gegenseitig verschieben lassen (Bleistiftminen). Beim Graphit sind nur 3 Wertigkeiten aktiv, ein Elektron bleibt frei. Darum leitet Graphit Strom.
Beim Fulleren bildet der Kohlenstoff kugelförmige Strukturen (Riesenmoleküle) aus Fünf- und Sechsecken ähnlich einem Fussball.
Graphit schematisch dargestellt im ersten Anhang weiter unten:
Ich hoffe, dass ich dir helfen konnte und wünsche ein schönes Wochenende!
Zeichne eine Gitterstruktur mit lauter 6-Ecken wie Bienenwaben.
Verbinde alternierend die Ecken, welche C-Atome darstellen mit einem zweiten Strich (Doppelbindung). Diese Bindungen, welche durch Elektronen bewerkstelligt werden, können wandern. Da hast du deine elektrische Leitfähigkeit ...
Graphit besteht aus mehreren parallelen Kohlenstoff-Lagen, wobei eine Lage jeweils aus (auf einer Ebene liegenden) sp2-hybridisierten Kohlenstoffatomen besteht.
Auf der nachfolgenden Abbildung ist einmal der Aufbau einer einzigen Lage visualisiert (Quelle - https://www.u-helmich.de/che/lexikon/G/graphit.html):
Ein Kohlenstoffatom bildet mit drei Hybridorbitalen jeweils drei Bindungen zu benachbarten Kohlenstoffatomen (diese liegen in der Ebene) und ein p-Orbital steht senkrecht zu der Ebene. Diese p-Orbitale überlappen und bilden ein π-System mit delokalisierten Elektronen. Genauso wie die π-Elektronen z. B. innerhalb von Benzol über das ganze Molekül delokalisiert sind, liegt bei Graphit die Delokalisation über eine ganze Ebene vor. Diese Elektronen ermöglichen die Leitfähigkeit. Wohlgemerkt nur entlang der Ebenen, senkrecht zu den Ebenen liegen keine Leitereigenschaften vor.
