Than chì có dẫn điện không?

Một trong những nguyên tố tồn tại nhiều nhất trên trái đất có thể kể đến Cacbon và các đồng phân. Cùng là cacbon với ba dạng thù hình chính là than (than đá, than củi, muội than..), kim cương và than chì (graphit), nhưng chúng lại có những đặc tính khác nhau. Kể đến đó chính là khả năng dẫn điện của các dạng thù hình. Vậy than chì có dẫn điện không? Hôm nay cùng Toploigiai tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây nhé!

1. Than chì là gì?

Than chì là một trong những dạng thù hình của cacbon tồn tại trong tự nhiên. Ở điều kiện thường, than chì là chất rắn dạng tinh thể màu xám đen. Tinh thể than chì có cấu trúc lớp. Trong một lớp, mỗi nguyên tử cacbon liên kết cộng hóa trị với ba nguyên tử cacbon lân cận nằm ở đỉnh của một tam giác đều. Các lớp lân cận liên kết với nhau bằng tương tác yếu nên dễ tách ra và trượt lên nhau. Vì vậy, than chì mềm, khi vạch ra trên giấy để lại vạch đen gồm nhiều lớp tinh thể. Ngoài ra, than chì còn có tính chất rất đặc biệt là dẫn điện tốt, mặc dù than chì do nguyên tố phi kim cấu tạo nên.

Trong cấu trúc tinh thể của than chì, mỗi nguyên tử cacbon chiếm hữu một obitan sp2 lai. Các điện tử pi obitan phân bố ngang qua cấu trúc lục giác của nguyên tử cacbon góp phần vào tính dẫn điện của than chì. Trong một tấm than chì định hướng, suất dẫn điện theo hướng song song với các tấm này lớn hơn so với suất dẫn điện theo hướng vuông góc với chúng.

>>> Tham khảo: Kể tên 8 vật liệu dẫn điện và cách điện thường gặp

2. Than chì có dẫn điện không?

Than chì có dẫn điện bởi cấu tạo của chúng có các lớp electron sắp xếp có thể dẫn được điện. Cấu tạo hóa học của chúng như sau:

Carbon 6 electron: 2 ở trong, 4 ở bên ngoài. Khi tạo thành tinh thể kim cương hoặc than chì (grahite) thì 4 electron bên ngoài mới đáng quan tâm. Có 2 cách sắp xếp khác nhau với 4 electron này:

- Mạng tinh thể của kim cương thì mỗi electron tạo thành 1 liên kết nên có 4 liên kết cùng độ lớn và không còn electron nào có thể tham gia dẫn điện.

- Than chì có mạng tinh thể dạng lớp, chỉ tạo thành 3 liên kết cùng độ lớn thuộc cùng 1 mặt phẳng, còn 1 liên kết còn lại rất yếu (xuyên vuông góc các mặt phẳng) nên electron trong liên kết này có thể di chuyển qua lại giữa các carbon khác nhau, tham gia dẫn điện. Và còn được dùng làm ruột bút chì, khi chúng ta viết các lớp mặt phẳng bị đứt liên kết xuyên mặt, trượt lên nhau và nằm xuống giấy.

>>> Tham khảo: Vật liệu dẫn điện có đặc điểm gì?

3. Ứng dụng của than chì trong đời sống

- Vật liệu chịu lửa: Graphit và các sản phẩm của nó có đặc tính chịu nhiệt độ cao và độ bền cao. Nó chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp luyện kim để làm nồi nấu kim loại bằng than chì. Trong luyện thép, graphit thường được dùng làm chất bảo vệ thỏi thép và làm lớp lót cho các lò luyện kim.

- Vật liệu dẫn điện: được sử dụng trong công nghiệp điện để làm điện cực, chổi quét, thanh cacbon, ống cacbon, điện cực dương của thiết bị dòng điện dương thủy ngân, vòng đệm graphit, bộ phận điện thoại, lớp phủ cho ống hình tivi, v.v.

- Vật liệu bôi trơn chống mài mòn: Graphit thường được sử dụng làm chất bôi trơn trong ngành công nghiệp máy móc. Nhiều thiết bị vận chuyển môi chất ăn mòn sử dụng rộng rãi vật liệu graphit để chế tạo cốc piston, vòng đệm và ổ trục, và chúng không cần thêm dầu bôi trơn trong quá trình vận hành. Nhũ tương graphit cũng là một chất bôi trơn tốt cho nhiều quá trình gia công kim loại (kéo dây, kéo ống).

- Graphit có tính ổn định hóa học tốt. Graphit đã qua xử lý đặc biệt có các đặc tính chống ăn mòn, dẫn nhiệt tốt và ít thấm. Nó được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thiết bị trao đổi nhiệt, bể phản ứng, bình ngưng, tháp đốt, tháp hấp thụ, bộ làm mát, bộ sưởi, bộ lọc, thiết bị bơm. Nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa dầu, luyện kim thủy lực, sản xuất axit-bazơ, sợi tổng hợp, sản xuất giấy và các lĩnh vực công nghiệp khác, có thể tiết kiệm rất nhiều nguyên liệu kim loại.

- Vật liệu đúc, đúc cát, khuôn đúc và luyện kim nhiệt độ cao: do hệ số giãn nở nhiệt của than chì nhỏ và khả năng chịu được sự thay đổi nhanh chóng của nhiệt và lạnh, nó có thể được sử dụng làm khuôn thủy tinh.

- Dùng trong công nghiệp năng lượng nguyên tử và công nghiệp quốc phòng: Graphit có chất điều chế nơtron tốt được sử dụng trong các lò phản ứng nguyên tử.

- Graphit cũng có thể ngăn chặn sự đóng cặn của lò hơi. Các thử nghiệm của các đơn vị liên quan đã chỉ ra rằng việc thêm một lượng bột than chì nhất định (khoảng 4 đến 5 gam nước trên một tấn nước) có thể ngăn chặn hiện tượng bám bẩn bề mặt lò hơi. Ngoài ra, lớp phủ graphite trên ống khói, mái nhà, cầu và đường ống bằng kim loại có thể ngăn chặn sự ăn mòn và rỉ sét.

- Graphit có thể được sử dụng làm chì bút chì, chất màu và chất đánh bóng. Sau khi graphite được xử lý đặc biệt, các vật liệu đặc biệt khác nhau có thể được tạo ra để sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp liên quan.

-------------------------------

Vậy là bên trên Toploigiai đã giúp các bạn câu hỏi than chì có dẫn điện không? Bài viết có chứa đáp án và lời giải chi tiết cho câu hỏi. Bên cạnh đó, chúng tôi còn triển khai thêm 5 câu trắc nghiệm giúp bạn hiểu rõ hơn về nguyên tố Cacbon. Hy vọng sau bài này, các bạn sẽ có kiến thức để làm bài thật tốt. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết của chúng tôi!