Các dạng hình thù của Carbon 石墨碳

1.1 Thù hình của cacbon là các dạng khác nhau về cấu trúc mạng nguyên tử mà các nguyên tử tinh khiết có thể tạo ra.. 報報報 3000 報報報 報報報報報報報報報 -Kim cương là 1 tinh thể không màu gồm cacbon

CÁC DẠNG THÙ HÌNH CỦA CARBON

碳碳碳碳

GIỚI THIỆU 碳碳

Kim cương 報報 : cứng 報

Graphit報報 : mềm 報

Kim cương 報報 : chất mài mòn siêu hạng

報報報報報報報報

Graphit報報 : chất bôi trơn rất tốt 報報報

Kim cương 報報 :cách điện 報報報

Graphit 報報 : dẫn điện 報報

Kim cương 報報 : (thông thường)trong suốt

報報報報

Graphit 報報 : mờ, đục 報報報報報報報

Kim cương và Graphit là 2 dạng thù hình của nguyên tố hóa học Carbon.

報報報報報報報報 2 報報報報

CÁC DẠNG THÙ HÌNH CỦA CARBON

1.1 Thù hình của cacbon là các dạng khác nhau về cấu trúc mạng nguyên tử mà các nguyên tử tinh khiết có thể tạo ra 報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報 報報 報報報報報

1 ĐỊNH NGHĨA 報報

1.2 Cacbon được phát hiện từ thời tiền sử Cacbon tồn

tại trong tự nhiên với nhiều dạng thù hình khác nhau

Phổ biến nhất là 報報報報 :

-cacbon vô định hình 報報報報

-graphit 報報

-kim cương 報報

Ngoài ra cacbon cũng được phát hiện hoặc do nhân tạo

các đạng khác như fulleren, cacbon ống nano và

lonsdaleit, ceraphit

報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報

2.1Kim cương 報報

-Kim cương là khoáng vật có giá trị nhất trong khoảng hơn 3000 khoáng vật mà con người tìm ra 報報報 3000 報報報 報報報報報報報報報

-Kim cương là 1 tinh thể không màu gồm cacbon nguyên chất trong đó 1 nguyên tử cacbon liên kết với 4 nguyên

tử cacbon gần đó nhất Kim cương có độ cứng rất cao, độ khúc xạ tốt và cách điện, cách nhiệt tốt

報報報報報報報報報報 報報報 報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報

-80% kim cương khai thác được dùng trong công nghiệp, 20% dùng làm trang sức.

80% 報報報報報 20% 報報報報報

2.2 Graphit hay than chì 報報報報報報

-Là một trong những chất mềm nhất Trong than chì mỗi nguyên tử được liên kết theo kiểu tam giác với 3 nguyên tử khác, tạo thành các lưới 2 chiều của các vòng 6 thành viên ở dạng phẳng; các tấm

phẳng này liên kết lỏng lẻo với nhau

-Graphit là chất dẫn điện được sử dụng làm điện cực của các đèn hồ quang, vật liệu composid, vỏ bọc bảo vệ lò phản ứng hạt nhân,các thanh điều tiết nơtron trong các lò phản ứng hạt nhân…

-Than chì trộn với đất sét được dùng làm ruột bút chì 碳碳

2.3 Cacbon vô định hình 碳碳碳

-là dạng thù hình tồn tại ở trạng thái phi tinh thể, không có quy luật Phần lớn có kết cấu giống

Graphit nhưng không liên kết lại thành dạng tinh thể lớn, nằm chủ yếu ở dạng bột 報 được biết đến nhiều nhất trong than củi, than hoạt tính

碳碳碳碳碳碳碳碳

trong y tế than hoạt tính được sử dụng để hấp thụ các chất độc từ hệ thống tiêu hóa hay trong các thiết bị thở, trong công nghiệp được dùng để lọc tạp chất trong các sản phẩm… 報報報報

3.CẤU TRÚC QUYẾT ĐỊNH TÍNH CHẤT

Kim cương và than chì đều là các sản phẩm từ cacbon, tại sao lại có tính chất khác biệt nhau? Tất cả là do cấu trúc

quyết định 報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報

3.1 TẠI SAO KIM CƯƠNG CỨNG, GRAPHIT LẠI MỀM? 報報報報報報報報

mỗi nguyên tử được liên kết với 4 nguyên tử khác theo kiểu tứ diện, tạo thành các lưới 3 chiều gồm các vòng 6 cạnh Mỗi nguyên tử kim cương ở trạng thái lai hóa sp3, tạo liên kết đồng hóa trị với 4 nguyên tử xung quanh Mỗi nguyên tử cách đều các nguyên tử khác gần nhất với khoảng cách cố định, với năng lượng liên kết lớn Liên kết giữa các nguyên tử C trong kim cương là liên kết cộng hóa trị, lực liên kết này phụ thuộc vào độ dài liên kết và độ

lớn của điện tích hạt nhân

Bán kính nguyên tử C rất nhỏ, nên lực liên kết rất lớn

報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報 sp3 報報報報報報報報報報報報報 4 報報報報報報報報報報 報報報報報報報報報報報報報報報報報報

3.2 TẠI SAO KIM CƯƠNG CỨNG, GRAPHIT LẠI MỀM? 報報報報報

Trong kết cấu của Graphit mỗi nguyên tử liên kết với 3 nguyên tử khác trong mặt phẳng tạo ra các vòng lục giác Các mặt phẳng liên kết này chồng lên nhau tạo thành tinh thể lớn Lực liên kết giữa các mặt phẳng này là lực Van der Waals (yếu) nên các mặt phẳng dễ dàng trượt lên nhau

報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報

3.3 TẠI SAO KIM CƯƠNG TRONG SUỐT, GRAPHIT MÀU ĐEN (ÁNH KIM)

do lực liên kết trong kim cương rất bền nên nó hầu như không hấp thu hay phản xạ các bước sóng nhìn thấy Vì vậy kim cương tinh khiết trong suốt Cấu trúc của than chì hấp thu hầu hết các bước song nhìn thấy và phản xạ lại 1 phần, bởi vậy nó có màu đen ánh kim

碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳

碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳

2.1 TẠI SAO KIM CƯƠNG CÁCH ĐIỆN, GRAPHIT LÀ CHẤT DẪN ĐIỆN

報報報報報報報報報報

nguyên tử cacbon trong kim cương ở trạng thái lai hóa Sp3, các electron dẫn điện đã tham gia liên kết, không có electron tự do , nên không dẫn điện cacbon trong Graphit ở trạng thái lai hóa Sp2, có

1 electron tự do có thể tách ra khỏi nguyên tử để dẫn điện

報報報報報報報 SP3 報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報 SP2 報報 1 報報報報報報報報報報報

Vỏ pin bằng kẽm Zn là cực âm

Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e-

Hỗn hợp bột các-bon(C) & mangan (IV) oxide (MnO2)

được ép chặt xung quanh một thanh than chì để

làm cực duơng

2MnO2(s) + H2(g)→ Mn2O3(s) + H2O(l)

H2 bay ra từ NH4+(dung dịch ẩm):

2NH4+(aq) + 2 e- → H2(g) + 2NH3(aq)

và NH3 kết hợp với Zn2+

Phản ứng tổng:

Zn(s) + 2MnO2(s) + 2NH4+(aq) → Mn2O3(s) + Zn(NH3)22+(aq) + H2O(l)

4 THAN CHÌ(GRAPHIT) VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN HÓA 報報報報報報報報報

-Than chì tuy dẫn điện kém hơn kim loại nhưng khả năng chịu nhiệt cao hơn

(dùng trong hoa luyện kim loại)

報報報報報報報報報報報報報報報報報報報

-Trong điện phân than chì không tan trong dung dịch điện phân nên thường

dùng làm anot (anot trơ)

報報報報報報報報報報報報報

-Trong pin thông thường nó được dùng làm điện cực (+) vì có tính khử yếu hơn Các kim loại khác Do vậy giảm giá thành trong việc dễ dàng kết hợp với kim loại khác để hình thành pin điện

報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報

4 Lead-Carbon battery (Pb-C)

Bình acquy Chì-Carbon là loại bình sử dụng điện cực dương là điện cực tiêu chuẩn PbO2,

điện cực âm là 1 siêu tụ được làm từ Carbon Trong quá trình xả, sạc điện cực (+) tham gia

phản ứng :

報報報報報報報報報報報報 PbO2 報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報報

PbO2+ 4H+ + SO42-+2e- → PbSO4+2H2O

Điện cực (-) là tổ hợp của Pb+C trong đó C không tham gia phản ứng hóa học, nhưng tham gia phản ứng dẫn điện:

Pb + SO42-→PbSO4 + 2e

nC6x-.(H+)x↔ nC6 (x-2)-.(H+)x-2 + 2H+ + 2e- (discharged)

4 Lead-Carbon(PbC) battery

Trong các bình acquy trông thường,, nồng độ acid thay đổi từ cao xuống thấp theo

Giai đoạn từ sạc chuyển sang xả và ngược lại

Điện dịch trong acquy thay đổi : H2SO4↔H2O

sạc(CH): H2O → H+ (acid)

xả (dis) : H+ (acid)→ H2O

Tuy nhiên trong acquy PbC:

sạc(CH): H2O → nC6x-.(H+)x

xả (dis) : nC6x-.(H+)x → H2O

Kết quả là khi sạc nồng độ của acid giảm, làm giảm sự ăn mòn trên điện cực, là một trong những nguyên nhân làm giảm tuổi thọ bình điện

Đối với ac quy thông thường, sau khi xả điện,, tinh thể PbSO4 lớn, khả năng dẫn điện của PbSO4 kém, ảnh hưởng đến khả năng hồi phụ sạc điện Sau nhiều lần xả sạc điện tinh thể PbSO4 lớn dần gây hiện tượng lá chì bị sunfat hóa, giảm tuổi thọ

Sử dụng Pb-C, các tinh thể PbSO4 nhỏ, kéo dài tuổi thọ bình

碳—碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳 碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳

5 ƯU ĐIỂM CỦA ACQUY PbC SO VỚI ACQUY THÔNG THƯỜNG

5.1 sạc lại nhanh chóng 碳碳碳

5.2 lưu trữ năng lượng tối đa và tuổi thọ dài 碳碳碳碳碳碳

5.3 thích hợp với xả sạc ở nhiệt độ tháp 碳碳碳碳

5.4 giảm thiểu tình trạng bảo trì 碳碳碳碳碳碳

5.5 tính bền vững cao

5.6 sản xuất đơn giản, có thể tận dụng các cơ sở sản xuất bình Pb-acid hiện hành mà Không cần lắp đặt nhà xưởng mới 碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳

5.7 giá thành rẻ do nguyên liệu rẻ (so với acquy Lithium) 碳碳碳碳

報報報報