Estrutura e propriedades físicas do grafite

Apresentação em tema: "Estrutura e propriedades físicas do grafite"— Transcrição da apresentação:

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 sp2:

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5

6 Grafite (estável) Diamante (metaestável)

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

8 Grafite: Diamante: 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

9 Compostos de grafite intercalado (GIC):

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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: Volume da célula unitária: Densidade cristalina: Classe de simetria: P63 / mmc (D6h4)

15 Vetores de base:

16 Difração de raios X:

17 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