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Estrutura e propriedades físicas do grafite . “ Physical properties of graphite ”, W. N. Reynolds. Bibliografia :. “ Les Carbones ”, A. Pacault (org.). “ Science of fullerenes and carbon nanotubes ”, M. S. Dresselhaus et al. Tópicos a serem discutidos:. Generalidades.
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Estrutura e propriedades físicas do grafite “Physical properties of graphite”, W. N. Reynolds Bibliografia: “Les Carbones”, A. Pacault (org.) “Science of fullerenes and carbon nanotubes”, M. S. Dresselhaus et al.
Tópicos a serem discutidos: • Generalidades. • Comparação grafite × diamante. • Estrutura cristalina do grafite. • Estrutura de bandas. • Propriedades eletrônicas, magnéticas e térmicas. • Preparação de materiais grafíticos.
Grafite (estável) Diamante (metaestável)
Grafite: • Hibridização sp2 • Estrutura hexagonal • Anisotropia (planos grafenos) • Diamante: • Hibridização sp3 • Estrutura cúbica (fcc) • Isotrópico
Grafite: • Fortes ligações no plano • dC-C = 1,42 Å • Fracas ligações entre os planos • d002 = 3,35 Å • Elevado ponto de fusão • Ao longo dos planos grafenos: • Diamante: • Arranjo tetraédrico • dC-C = 1,54 Å • Estrutura rígida e compacta • Elevada dureza • Elevado ponto de fusão • Elevada condutividade térmica • Isolante (alto gap) • Transparente à luz visível • Elevado módulo de elasticidade • Elevada condutividade térmica • Diamagnetismo acentuado • Boa condução elétrica (semimetal) • Elétrons localizados • Elétrons deslocalizados
Grafite hexagonal: A B A
Informações cristalográficas: • Quatro átomos por célula unitária • Parâmetros de rede: • Volume da célula unitária: • Densidade cristalina: • Classe de simetria: P63 / mmc (D6h4)
Distância interplanar: • Estrutura perfeita: d002 = 3,35 Å • Estrutura turbostrática: d002 = 3,44 Å • Materiais desordenados: d002 3,7 Å • Sensível ao grau de grafitização