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Estrutura e propriedades físicas do grafite Bibliografia : Physical properties of graphite, W. N. Reynolds Les Carbones, A. Pacault (org.) Science of fullerenes.

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1 Estrutura e propriedades físicas do grafite Bibliografia : Physical properties of graphite, W. N. Reynolds 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 sp 2 :

4

5

6 Grafite (estável) Diamante (metaestável)

7 Grafite: Hibridização sp 2 Estrutura hexagonal Anisotropia (planos grafenos) Diamante: Hibridização sp 3 Estrutura cúbica (fcc) Isotrópico

8 Grafite: Fortes ligações no plano d C-C = 1,42 Å Fracas ligações entre os planos d 002 = 3,35 Å Elevado ponto de fusão Ao longo dos planos grafenos: Diamante: Arranjo tetraédrico d C-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

9 Compostos de grafite intercalado (GIC):

10

11 Grafite hexagonal: A B A

12 Grafite romboédrico:

13 Diferentes sítios nos planos grafenos:

14 Informações cristalográficas: Quatro átomos por célula unitária Parâmetros de rede: Classe de simetria: P6 3 / mmc (D 6h 4 ) Volume da célula unitária: Densidade cristalina:

15 Vetores de base:

16 Difração de raios X:

17 Distância interplanar: Estrutura perfeita: d 002 = 3,35 Å Estrutura turbostrática: d 002 = 3,44 Å Materiais desordenados: d 002 3,7 Å Sensível ao grau de grafitização


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