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Estrutura e propriedades físicas do grafite

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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Presentation Transcript

  1. 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.

  2. Tópicos a serem discutidos: • Generalidades. • Comparação grafite × diamante. • Estrutura cristalina do grafite. • Estrutura de bandas. • Propriedades eletrônicas, magnéticas e térmicas. • Preparação de materiais grafíticos.

  3. Hibridização sp2:

  4. Grafite (estável) Diamante (metaestável)

  5. Grafite: • Hibridização sp2 • Estrutura hexagonal • Anisotropia (planos grafenos) • Diamante: • Hibridização sp3 • Estrutura cúbica (fcc) • Isotrópico

  6. 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

  7. Compostos de grafite intercalado (GIC):

  8. Grafite hexagonal: A B A

  9. Grafite romboédrico:

  10. Diferentes sítios nos planos grafenos:

  11. Informações cristalográficas: • Quatro átomos por célula unitária • Parâmetros de rede: • Volume da célula unitária: • Densidade cristalina: • Classe de simetria: P63 / mmc (D6h4)

  12. Vetores de base:

  13. Difração de raios X:

  14. 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

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