Unterschiede in der elektrischen Leitfähigkeit von Diamant und Graphit?
Wieso haben sie so unterschiedlichere Leitfähigkeiten? Liegt es an der Dichte? Kann mir das ein Chemie Profi erklären?
3 Antworten
Diamant und Graphit weisen verschiedene Kristallsysteme auf.
a) Diamant
Dieser hat ein kubisches Kristallsystem (suche nach Bildern im Internet). Alle Kohlenstoffatome sind durch vier starke Elektronenpaarbindungen zu einem dreidimensionalen Gitter verbunden. Damit ein Feststoff aber den elektrischen Strom leitet, benötigt er frei bewegliche Elektronen. Diese sind im Diamantkristall nicht vorhanden.
b) Graphit
Hier liegt ein Schichtengitter vor (suche nach Bildern im Internet). Innerhalb der Schichten ist die Bindung stark. Pro C-Atom sind in dieser Schicht drei Valenzelektronen für die Bindungen nötig. Das vierte Valenzelektron des C-Atoms hat keinen Partner und ist zwischen den Kohlenstoffschichten frei beweglich. Damit ist die Leitfähigkeit gegeben.
,,Liegt es an der Dichte?"
Nein, daran liegt es nie.
Beim Graphit ist jedes Kohlenstoffatom mit drei anderen Kohlenstoffatomen verbunden. Dabei werden Ebenen aus Sechsecken geformt. Zwischen den Ebenen ist das vierte Außenelektron jedes Kohlenstoffatoms delokalisiert und steht daher für den Leitungsvorgang zur Verfügung.
Bei Diamant ist jedes Kohlenstoffatom mit vier anderen verbunden. Daher keine frei beweglichen Ladungsträger.