Grafito

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Grafo pa
GraphiteUSGOV.jpg
Grafo pa
General
Categoría Minerales elementos nativos
Clase 1.CB.05a (Strunz)
Fórmula química C
Propiedades físicas
Color Negro acero y gris
Raya Negro
Lustre metálica, tierra
Transparencia no
Sistema cristalino Hexagonal (6/m 2/m 2/m)
Hábito cristalino Tabular, de seis caras foliada, las masas granulares compactados
Exfoliación Perfecto en una dirección
Fractura Escamosa, de lo contrario en bruto, cuando no en la división
Dureza 1-2 (Mohs)
Tenacidad Escamas finas flexibles y quebradizas
Densidad 2,09 a 2,23 g/cm3
Índice de refracción Opaco
Pleocroísmo No
Solubilidad Fundido Ni
Magnetismo No magnético

El grafito es una de las formas alotrópicas en las que se puede presentar el carbono junto al diamante, los fulerenos, los nanotubos y el grafeno. A presión atmosférica y temperatura ambiente es más estable el grafito que el diamante, sin embargo la descomposición del diamante es tan extremadamente lenta que sólo es apreciable a escala geológica.

Fue nombrado por Abraham Gottlob Werner en el año 1789 y el término grafito deriva del griego γραφειν (graphein) que significa escribir. También se denomina plumbagina y plomo negro.

El grafito se encuentra en yacimientos naturales y se puede extraer, pero también se produce artificialmente. El principal productor mundial de grafito es China, seguido de India y Brasil.

Estructuraeditar

Estructura atómica del grafito.

En el grafito los átomos de carbono presentan hibridación sp2, esto significa que forma tres enlaces covalentes en el mismo plano a un ángulo de 120º (estructura hexagonal) y que un orbital Π perpendicular a ese plano quede libre (estos orbitales deslocalizados son fundamentales para definir el comportamiento eléctrico del grafito). El enlace covalente entre los átomos de una capa es extremadamente fuerte, sin embargo las uniones entre las diferentes capas se realizan por fuerzas de Van der Waals e interacciones entre los orbitales Π, y son mucho más débiles.

Se podría decir que el grafito son varias capas de grafeno montadas.

Esta estructura laminar hace que el grafito sea un material marcadamente anisótropo.

El grafito es un mineral muy parecido al diamante, se conoce un proceso por el cual el grafito puede convertirse en diamante, pero es muy costoso así que las empresas no han tomado esta oportunidad como favorable.

Propiedadeseditar

Es de color negro con brillo metálico, refractario y se exfolia con facilidad. En la dirección perpendicular a las capas presenta una conductividad de la electricidad baja y que aumenta con la temperatura, comportándose pues como un semiconductor. A lo largo de las capas la conductividad es mayor y aumenta proporcionalmente a la temperatura, comportándose como un conductor semimetálico. A diferencia del diamante, aunque los dos están formados por carbono, el grafito es muy blando y el diamante es el mineral más duro según la escala de Mohs.

Aplicacioneseditar

  • Se utiliza para hacer la mina de los lápices.
  • El grafito se emplea en ladrillos, crisoles, etc.
  • Al deslizarse las capas fácilmente en el grafito, resulta ser un buen lubricante sólido.
  • Se utiliza en la fabricación de diversas piezas en ingeniería, como pistones, juntas, arandelas, rodamientos, etc.
  • Este material es conductor de la electricidad y se usa para fabricar electrodos. También tiene otras aplicaciones eléctricas, como los carbones de un motor, que entran en contacto con el colector.
  • Se emplea en reactores nucleares, como moderadores y reflectores.
  • El grafito mezclado con una pasta sirve para fabricar lápices.
  • Es usado para crear discos de grafito parecidos a los de discos vinilo salvo por su mayor resistencia a movimientos bruscos de las agujas lectoras.
  • Se puede crear Grafeno, material de alta conductividad eléctrica y térmica, futuro sustituto del silicio en la fabricación de chips.

Compuestos de intercalación de grafitoeditar

Distintas moléculas o iones pueden penetrar en las capas del grafito. Por ejemplo el potasio puede ceder un electrón al grafito, quedando el ion de potasio, K, entre las capas. Este electrón contribuye a aumentar la conductividad que presentaba el carbono.

Se pueden preparar diferentes compuestos de intercalación con distintas estequiometrías y distintas especies. En algunos casos la conductividad resultante es mayor, como en el caso del potasio, y es lo que ocurre generalmente, pero en otros, como por ejemplo con flúor, es menor.

Otras formas relacionadaseditar

Existen otras formas llamadas de carbón amorfo que tienen una estructura relacionada con la del grafito:

Referenciaseditar

Enlaces externoseditar








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