Graphit leitet den Strom aber Diamant nicht, warum?
Komme in meiner Hausarbeit nicht weiter und finde keine gute Erklärung im Internet. Also meine Frage: Warum leitet Graphit den elektrischen Strom und Diamant nicht?
6 Antworten
Schau dir mal den Aufbau von Graphit an und den von Diamant.
Dir wird auffallen, dass Graphit delokalisierte Pi-Elektronen hat, die der Stromleitung dienen können, Diamant dagegen nicht.
Da diese Pi-Elektronen nur in einer Ebene liegen, leitet Graphit auch nur parallel zu den Kohlenstoffschichten Strom, nicht senkrecht dazu.
Kennst Du die "Klackerspiele", bei denen 3 oder mehr Kugel einzeln hintereinander in gleicher Höhe aufgehängt sind? Eine der äußeren Kugeln wird vom Verband gelöst und losgelassen. Nummer 1 gibt seine Energie an den Verband ab und kommt selbst zur Ruhe. Die entgegengesetzte äußere Kugel bekommt den Impuls zu fast 100 Prozent und löst sich wie von Geisterhand aus den Verband.
So ähnlich musst Du Dir die Stromleitung im Graphit vorstellen. Die flachen Gitter im Grahit geben den Strom"stoß" über die Valenzelektronen leicht weiter.
Im Diamant geht das nicht. Hier wird aus dem 2-dimensionalen ein 3-dimensionales Gitter. Das freie Valenzpaar wird zur Ausbildung der 4. Bindung benötigt.
Auf das Klackerspiel übertragen bedeutet das, Du klaust eine der Kugeln im Verband, - sagen wir, du hängst sie einfach ein Stück höher. Es fehlt folglich die Kugel zur Impulsübertragung.
Ergo? Im Diamant fließt kein Strom! ;o)
Weil sich die Atome bzw Moleküle des Stoffes aus dem der Diamant besteht in einem perfekten Bindungs-Zustand befinden in dem die Elektronen starr, also nicht beweglich wie bei Metallen oder dem Graphit, sind und somit keine Elektrizität weitergeleitet werden kann (deshalb sind Diamanten auch so hart ;))
(Elektrizität kann nur weiter geleitet werden wenn bewegliche Elektronen vorhanden sind die durch die Elektronen des angelegten Stroms zum nächsten Atom in der Molekül-Kette quasi weiter "geschoben" werden, Das nennt man leiten.
Generell ist die kristallisierte Form eines Stoffes, neben der Edelgas/Edelmetall Form die nahezu perfekteste Form in die sich ein Stoff transformieren kann
(Anders sieht es aus wenn statt Strom Spannung an einen Kristall angelegt wird - dann sucht sich der Kristall oder Diamant freie Elektronen aus der Luft und "wächst"!)
Mit Beweglichkeit der Elektronen ist aber nicht die Rotation um deren Atomkern gemeint, sondern ob die Elektronen die Ladung des angelegten Stroms an die Elektronen der benachbarten Atompaare/Molekülketten weitergeben können (beweglich) oder eben nicht (starr) wie beim Diamant
In der belebten Natur sehen ja viele Autoren Grund zu romatischem Geschwurbel.
Dies oder das Lebewesen sei "perfekt" an die Umwelt angepasst.
Eine Stufe weiter ist sogar das Leben an sich perfekt.
In der Chemie hält sich das zum Glück noch in Grenzen. Und da ist auch selten von "Transformationen" die Rede.
Es gibt viele Stoffe, die Stom leiten, nicht nur Metalle.
Und dass Stoffe perfekt sind, davon leben einige Verkäufer sehr gut.
Sogar Juweliere *wegduck* und Brautmodengeschäfte *ganzschnellwegduck*.
Und bevor es völlig geschmacklos wird, was warum wächst, wünsche ich eine Gute Restwoche.
Wie soll es möglich sein, Strom an einen Kristall anzulegen ohne Spannung? Da gibt es kein "entweder oder". Strom ist eine Folge von Spannung. Ohne Spannung kein Strom. Dein letzter Satz führt also in die Irre oder ist sogar ganz falsch.
Graphit besteht aus vielen Schichten, in denen sich Kohlenstoffatome befinden, welche je 3 Valenzelelektronen nutzen um Verbindungen zu Nachbaratomen herzustellen. Die übrigen 4ten Valenzelelektronen bilden ein System delokalisierter Molekülorbitale, welche in den einzelnen Schichten beweglich sind.....So fließt der Strom im Graphit.... Beim Diamanten kann ich es dir leider nicht so genau sagen....
Beim Diamanten hat der Kohlenstoff vier Sigmabindungen, also keine beweglichen Pi-Elektronen.
Ein Diamant ist nun dichter als Graphit so lässt sich das erklären
Zum Beispiel, weil Blei noch viel dichter als Diamant ist und trotzdem den Strom leitet. Dichte und Stromleitfähigkeit haben nichts miteinander zu tun.
Aha danke, ich werde es dem Angestellten der diese Frage beantwortet hat weiterleiten
Wenn es nur um die Dichte geht, dann müsste Holz ein besserer Stromleiter sein als Graphit, da Graphit dichter als Holz ist.
Nein, das lässt sich so nicht erklären.