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C CC C
C CC CC C C CC CC C
C C
H
H
H H
H
H
H
H
H H
H
H
C C
H
H
H H
H
HC CC C
C
Das Kohlenstoffatom
+
Einfachbindung
Doppelbindung
Dreifachbindung
C C
C C
H
H H
H
C CH H
6 H
4 H
2 H
• ein abgeschlossenes C2-Molekül ist nicht möglich
• die Modifikationen des Kohlenstoffs bestehen aus ausgedehnten Atomverbänden
• Es sind drei Kohlenstoff-Modifikationen bekannt:
Graphit Diamant Fulleren
CC
C
C
Graphit besteht aus einer Schichtstruktur
Die Struktur des Graphits
Metallbindung
Die Valenzelektronen der Metall-Atome können sich
frei im Gitter bewegen
Graphit
Pro Kohlenstoff-Atom kann sich jeweils ein Valenzelektron
frei in der Schicht bewegen.
Was sind delokalisierte Elektronen?
Vorkommen & Herstellung von Graphit
Natürlicher Graphit
• China• Korea• Indien
Künstlicher Graphit
Wird durch Pyrolyse von Kohle und Erdöl gewonnen.Pyrolyse = Erhitzen unter Luftausschluss
Abbau: 600‘000 Tonnen pro Jahr
Produktion: Mehrere Millionen Tonnen pro Jahr
Verwendung des Graphits
Bremsbeläge
Elektroden
Schmiermittel (pulverförmig)
feuerfeste Tiegel
Graphit
Bleistiftminen
C
CC
C
CC
CC
C
C
Die Struktur des Diamanten
C
Im Diamantgitter werden alle vier Valenzelektronen des Kohlenstoffs für kovalente Bindungen verwendet
109 °
Vorkommen & Herstellung von Diamanten
Natürlicher Diamant
• Südafrika• Brasilien• Sibirien
Künstlicher Diamant
Wird aus Graphit bei hohem Druck und hoher Temperatur hergestellt.
Wird aus dem Mineral Kimberlit gewonnen
Verwendung von Diamanten
Diamant
Chip-Beschichtung
SchmuckBohrmaschinen
Glasschneider
C
C
C
C
Herstellung von Fulleren
• In einer Heliumatmosphäre wird Graphit im elektrischen Lichtbogen verdampft
Die Struktur des Fulleren C60
• Der entstehende Russ enthält bis zu 15% Fulleren
• 1 Gramm Fulleren kostet zirka CHF 500.-
Mögliche Verwendung von Fullerenen
Ionenantrieb
SolarzellenKrebstherapie
Supraleiter
Fulleren