Transcript KOL OCH KOLFÖRENINGAR

Varför ett helt kapitel om kol?
Annika Adolfsson 2012
 Rent kol = enbart kolatomer: inte så vanligt
 Kolatomer i kemiska föreningar: mycket, mycket






vanligt!!!
Hur många kemiska föreningar tror du att det finns?
Svar: Det finns 20 miljoner kemiska föreningar.
I hur många av dem ingår det kolatomer?
Svar: i 95% av dem
Det finns alltså 19 miljoner kemiska föreningar som
innehåller kolatomer.
Det finns 1 miljon kemiska föreningar som inte
innehåller kolatomer
Annika Adolfsson 2012
Allt detta är uppbyggt av
kolföreningar:
Dvs allt levande är
uppbyggt av
Kolföreningar!
Annika Adolfsson 2012
Annika Adolfsson 2012
Fyra former av kol
Det finns fyra former av rent kol, dvs ämnen som består
av bara kolatomer:
 Diamant
 Grafit
 Fullerener (inkl. kolnanorör)
 Grafen
Annika Adolfsson 2012
Kolatomer bildar olika ämnen beroende på
hur atomerna är arrangerade.
Annika Adolfsson 2012
Diamant
 Alla kolatomer sitter lika långt
ifrån varandra.
 Alla bindningar är lika starka.
 Vi får ett hårt ämne
Annika Adolfsson 2012
Diamant
 I ren form färglös och




glasklar.
Det hårdaste ämnet som
finns i naturen
Leder inte ström
Vikten mäts i carat
Förr använde man vikter
från johannesbrödträdet.
1 carat = vikten av ett frö
= 0,200 gram
Annika Adolfsson 2012
Största diamanten…
 Kallas Afrikas stjärna eller
Cullinandiamanten.
 3 100 carat (ca 600 gram).
 Upphittad 1905.
 Uppdelad i 105 mindre
diamanter. De två största
(100 g och 60 g) ingår nu i
brittiska kronjuvelerna.
Annika Adolfsson 2012
 Den största delen av
cullinandiamanten
Diamanter
 Bryts i gruvor, mest i
Sydafrika och
Brasilien.
Förekommer glest, så
det blir stora gruvhål.
 De flesta är små: av
20000 hittade är alla
utom en mindre än 1
cm3
Annika Adolfsson 2012
Diamant
 De största och finaste används till smycken.
 Övrig användning: borrkronor ( t ex tandläkarborrar),
slipmedel och putsmedel i industrin.
Annika Adolfsson 2012
Tillverka diamanter
 Man kan faktiskt tillverka diamanter. Om man utsätter
grafit för högt tryck och hög temperatur så bildas
små diamanter som duger till t ex borrkronor (inte till
smycken)
Annika Adolfsson 2012
Grafit
 Uppbyggt av skikt.
 Korta, starka
bindningar i skiktet.
 Långa, svaga
bindningar mellan
skikten.
 De långa bindningarna
bryts lätt – grafit är
mjukt.
Annika Adolfsson 2012
Grafit
 Bryts i gruvor.
 Används i blyertspennor. Blyerts
är en blandning av grafit och
lera.
 Övrig användning: smörjmedel
(eftersom det är mjukt) och
elektriskt kontaktmaterial
(eftersom det leder ström)
Annika Adolfsson 2012
Fulleren:Kolfotbollar och kolnanorör
 Kolfotbollar
 Kolnanorör
Annika Adolfsson 2012
Fullerener
 Fullerener upptäcktes på 80-talet och upptäckten
belönades med Nobelpriset 1996.
 Kolfotbollarna består av 60 kolatomer, ordnade i 5och 6-ringar
 Man forskar på att kunna framställa nya material med
bra egenskaper av dessa kolfotbollar, t ex supraledare
eller ljuskänsliga glas.
Annika Adolfsson 2012
Kolnanorör
 Kolnanorör är en slags fulleren.
 Riktigt ”heta” inom materialforskning!
 Ser ut som ett rör av hönsnät, där hönsnätet är
uppbyggt av kolatomer i ett enda lager.
 Framtida användning: kanske elektronik, solceller,
starka & tunna material mm
Annika Adolfsson 2012
Grafen
 Ett enda skikt av
kolatomer. Uppbyggt av
sexringar.
 Nobelpris 2010.
Annika Adolfsson 2012
Nobelpris i fysik 2010: Grafen
 2010 års nobelpris i fysik tilldelades två forskare som
tagit fram grafen.
 Grafen är ett platt nät av kolatomer i sexkanter. Det är
bara en enda atom tjockt!
 3 miljoner grafenskikt på varandra blir bara 1 mm
tjockt!
Annika
Adolfsson
2012
Grafen….
 Leder ström lika bra som
koppar
 Leder värme bättre än
alla andra kända
material
 Nästan helt
genomskinligt
 Är så tätt att inte ens
helium, den minsta
gasatomen kan ta sig
igenom.
Annika Adolfsson 2012
Framtida användning
 Snabbare datorelektronik
 Hållbara kompositmaterial
 Genomskinliga pekskärmar,
eftersom grafen både är
genomskinligt och leder ström
 Effektivare solceller (av samma
skäl)
 Plast som leder ström
Annika Adolfsson 2012
Sammanfatta.
1)FÖRKLARA BEGREPPEN:
Diamant
grafit
kolfiber
fulleren
kolnanorör
2)Vad används grafit och diamant till? Vilka egenskaper
är viktiga då?
3)Berätta lite om vad de nyupptäckta formerna av kol
kan komma att användas till. Vilka egenskaper kan
vara till nytta?
Annika Adolfsson 2012