Verschil tussen grafiet en grafeen

De belangrijk verschil tussen grafiet en grafeen is dat grafiet is een allotroop van koolstof met een hoog aantal koolstofplaten, terwijl grafeen een plaat van enkel koolstof is van grafiet.

Grafiet is een bekende allotrope koolstof. Bovendien beschouwen we het als een semimetaal en het heeft een gelaagde structuur met verschillende lagen koolstof die goed op elkaar zijn gepakt. Eén laag uit deze lagen is een grafeenvel. Een grafeenvel wordt beschouwd als een nanodeeltje op basis van zijn afmetingen.

INHOUD

1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is Graphite
3. Wat is Grafeen
4. Vergelijking zij aan zij - Grafiet versus grafeen in tabelvorm
5. Samenvatting

Wat is Graphite?

Grafiet is een stabiele allotrope koolstof die een kristallijne structuur en een vorm van steenkool heeft. En we beschouwen het als een natuurlijk mineraal. Een natuurlijk mineraal is een element dat in de natuur voorkomt zonder te combineren met een ander element. Bovendien is het de meest stabiele vorm van koolstof die optreedt onder standaardomstandigheden. De enige herhalende eenheid van deze allotrope is koolstof (C). Het heeft een hexagonaal kristalsysteem. Deze allotrope verschijnt in ijzerzwart tot staalgrijs en heeft een metaalglans. De streepkleur van dit mineraal is echter zwart (de kleur die verschijnt in zijn fijne poeder).

Figuur 01: Grafiet

We noemen de roosterstructuur van deze allotrope een honingraatrooster. Het heeft de grafeenvellen gescheiden op een afstand van 0,335 nm. In de roosterstructuur zijn de koolstofatomen gescheiden op een afstand van 0,142 nm. De koolstofatomen zijn aan elkaar gehecht via covalente bindingen, één koolstofatoom met drie covalente bindingen eromheen. Omdat de valentie van koolstof 4 is, is er een vierde onbezet elektron in elk en elk koolstofatoom van deze structuur. Daarom is het vrij om te migreren, waardoor grafiet elektrisch geleidend wordt. Natuurlijk grafiet is nuttig in vuurvaste materialen, batterijen, staalproductie, geëxpandeerd grafiet, remvoeringen, gieterijbekledingen en smeermiddelen.

Wat is Grafeen?

Grafeen is een enkele laag uit de meerdere lagen in grafiet. Het is een semimetaal. Dit blad bevat een enkele laag koolstofatomen in een vlakke structuur. Elk koolstofatoom heeft drie covalente banden om zich heen. We noemen het een hexagonale roosterstructuur. In tegenstelling tot grafiet heeft grafeen veel ongewone eigenschappen. Het belangrijkste is dat dit het sterkste materiaal is dat ooit is getest. Het kan op efficiënte wijze warmte en elektriciteit geleiden. deze verbinding is bijna transparant.

Figuur 02: Grafeenvel

Het heeft een groter diamagnetisme dan grafiet. Grafeenvellen worden beschouwd als nanodeeltjes volgens de afmetingen (de breedte van het vel ligt tussen 1 - 100 nm bereik). De koolstofatomen van dit vel hebben vier banden waaronder drie sigma-bindingen rond een koolstofatoom en één pi-binding georiënteerd uit het vlak. Een belangrijk gebruik van deze vellen is het produceren van koolstofnanobuisjes.

Wat is het verschil tussen grafiet en grafeen?

Grafiet is een stabiele allotrope koolstof die een kristallijne structuur en een vorm van steenkool heeft. Het heeft een hoog aantal koolstofplaten. Het is broos. Bovendien zijn koolstofatomen van grafiet aan elkaar gehecht via covalente bindingen, één koolstofatoom met drie covalente bindingen eromheen en er is een vrij elektron. Grafeen is een enkele laag uit de meerdere lagen in grafiet. In tegenstelling tot grafiet is dit een enkele koolstofplaat. Bovendien is het het sterkste materiaal dat ooit is getest. Afgezien van dat, deze koolstofplaat heeft vier banden waaronder drie sigma-bindingen rond een koolstofatoom en een pi-binding georiënteerd uit het vlak. Dit zijn de belangrijkste verschillen tussen grafiet en grafeen.

Samenvatting - Grafiet versus grafeen

Grafiet en grafeen zijn een zeer belangrijk koolstofhoudend materiaal dat aan elkaar gerelateerd is. Het verschil tussen grafiet en grafeen is dat het grafiet een allotroop van koolstof is met een hoog aantal koolstofvellen, terwijl het grafeen een enkele koolstofplaat van grafiet is.

Referentie:

1. "Graphite." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 5 juli 2018. Beschikbaar Hier  
2. "Graphene." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3 juli 2018. Beschikbaar Hier  

Afbeelding met dank aan:

1.'Graphite-233436'Met Rob Lavinsky (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia  
2.'Grapheen-3D-balls'door Jynto (talk) - Eigen werk (CC0) via Commons Wikimedia