Transcript C Das Kohlenstoffatom +

Das Kohlenstoffatom
C
C
6H
H
Einfachbindung
H
H
C
C
H
H
H
C
C
+ C
C
C
4H
C
C
Dreifachbindung
H
C
C
H
Doppelbindung
2H
H
H
H
C
C
H
•
ein abgeschlossenes C2-Molekül ist nicht möglich
•
die Modifikationen des Kohlenstoffs bestehen aus
ausgedehnten Atomverbänden
•
Es sind drei Kohlenstoff-Modifikationen bekannt:
Graphit
Diamant
Fulleren
Die Struktur des Graphits
C
C
C
C
Graphit besteht aus einer Schichtstruktur
Was sind delokalisierte Elektronen?
Metallbindung
Die Valenzelektronen der
Metall-Atome können sich
frei im Gitter bewegen
Graphit
Pro Kohlenstoff-Atom kann sich
jeweils ein Valenzelektron
frei in der Schicht bewegen.
Vorkommen & Herstellung von Graphit
Natürlicher Graphit
• China
• Korea
• Indien
Abbau: 600‘000 Tonnen pro Jahr
Künstlicher Graphit
Wird durch Pyrolyse von Kohle und Erdöl gewonnen.
Pyrolyse = Erhitzen unter Luftausschluss
Produktion: Mehrere Millionen Tonnen pro Jahr
Verwendung des Graphits
Schmiermittel
(pulverförmig)
Bremsbeläge
Graphit
Elektroden
Bleistiftminen
feuerfeste
Tiegel
Die Struktur des Diamanten
C
C
C
C
C
C
109 °
Im Diamantgitter werden alle vier Valenzelektronen
des Kohlenstoffs für kovalente Bindungen verwendet
Vorkommen & Herstellung von Diamanten
Natürlicher Diamant
• Südafrika
• Brasilien
• Sibirien
Wird aus dem Mineral Kimberlit gewonnen
Künstlicher Diamant
Wird aus Graphit bei hohem Druck und hoher Temperatur hergestellt.
Verwendung von Diamanten
Glasschneider
Chip-Beschichtung
Diamant
Bohrmaschinen
Schmuck
Die Struktur des Fulleren C60
C
C
C
C
Herstellung von Fulleren
• In einer Heliumatmosphäre wird Graphit
im elektrischen Lichtbogen verdampft
• Der entstehende Russ enthält bis zu
15% Fulleren
• 1 Gramm Fulleren kostet zirka CHF 500.-
Mögliche Verwendung von Fullerenen
Ionenantrieb
Supraleiter
Fulleren
Krebstherapie
Solarzellen