גרפיט

גרפיט (באנגלית: Graphite) הוא אחת מצורות המוצק של פחמן. אלוטרופים (צורות שונות של אותו יסוד) נוספים כוללים את היהלום, פולרנים וצינוריות פחמן.

הגרפיט בנוי משכבות של טבעות משושה של אטומי פחמן. כל אטום פחמן קשור לשלושה אטומים אחרים בקשרים קוולנטיים (קשרים חזקים בין אטומים). אורך הקשר בתוך המישור הוא כ־0.142 ננומטר, והמרחק בין השכבות הוא כ־0.335 ננומטר. השכבות מחוברות ביניהן באמצעות קשרי ואן דר ואלס (כוחות חלשים בין שכבות), ולכן החומר רך יחסית.

בין השכבות יש אלקטרונים ניידים, אלקטרון הערכיות הרביעי שאינו קשור חזק. אלקטרונים אלה מאפשרים לגרפיט להוליך חשמל. השכבות גם מוסטות זו ביחס לזו. מבחינים בשתי צורות גרפיט שונות לפי מיקום המישורים; הצורה היציבה נקראת הֵקסגונלית ותבניתה היא ABAB, שבה אטום פחמן בעמדה אחת נמצא מעל מרכז המשושה בשכבה השכנה.

בשנים רבות ניסו להפריד שכבות גרפיט. בשנת 2004 אנדריי גיים וקונסטנטין נובוסלוב הצליחו להפריד רסיסי גרפיט ולהשיג חתיכות דקות מאוד. חלק מהחתיכות היו בעלות עובי של אטום אחד בלבד. לשכבה כזו קוראים גרפן (Graphene). לגרפן יש תכונות מיוחדות, כמו חוזק יוצא דופן ומוליכות חשמלית גבוהה גם בטמפרטורת החדר. גיים ונובוסלוב זכו בפרס נובל לפיזיקה בשנת 2010 על גילוי הגרפן.

גרפיט (Graphite) הוא צורה של פחמן. אלוטרופים הם צורות שונות של אותו יסוד. יש גם יהלום וצינוריות פחמן.

גרפיט בנוי משכבות דקות. כל שכבה היא טבעת משושים של אטומי פחמן. כל פחמן מחובר לשלושה פחמנים אחרים. השכבות מחוברות בעזרת כוחות חלשים. בגלל זה הגרפיט רך.

בין השכבות יש אלקטרונים נעים. אלקטרונים הם חלקיקים זעירים שנושאים חשמל. תנועה שלהם עושה את הגרפיט מוליך חשמל.

יש צורה יציבה שבה השכבות מסודרות בתבנית ABAB. מדענים ניסו להפריד את השכבות שנים רבות.

בשנת 2004 גיים ונובוסלוב הצליחו להשיג חתיכות דקות מאוד. חלק מהחתיכות היו בעובי של שכבה אחת. שכבה כזו נקראת גרפן (Graphene). לגרפן חוזק גדול ומוליכות חשמלית חזקה.