Vede uhlík elektřinu: 11 faktů, které byste měli vědět

by

Uhlík je v podstatě chemický prvek symbolizovaný písmenem C a má také atomové číslo 6. Proberme fakta uhlíku a jeho vedení elektřiny.

Uhlík vede elektřinu na základě dostupnosti volných nabitých částic v jeho nejvzdálenějším obalu. Zde je tedy známo, že nabité částice jsou elektrony, které jsou volné a připravené k párování.

Uhlík je jedním z mála prvků, díky nimž jsou všechny čtyři elektrony v atomu dostupné pro kovalentní vazbu. Pojďme nyní diskutovat o faktech, jak uhlík vede elektřinu a také vlastnosti uhlíku napomáhající procesu.

Jak je uhlík elektrický vodič?

Grafit a diamant jsou allotropy uhlíku. Podívejme se na různé způsoby, jak může uhlík vést elektřinu.

Uhlík vede elektřinu v jiných formách, jako je grafit. Grafit má vysokou tepelnou odolnost vodivost a také elektrická vodivost. Grafit je vyroben z atomů uhlíku, které mají páry elektronů v nejvzdálenějším obalu, a tak uhlík vede elektřinu.

Grafit je velmi dobrý absorbér světla. Díky své vysoké tuhosti a schopnosti odolávat vysokým teplotám je také velmi dobrým vodičem elektřiny.

Proč uhlík vede elektřinu?

Vedení v zásadě vyžaduje pro tok elektronů malou mezeru v pásmu. Pojďme zjistit proces, kdy uhlík vede elektřinu.

Uhlík vede elektřinu díky volně vázaným elektronům v nejvzdálenějších obalech. Pásmová mezera je údajně velká v uhlíku, takže vodivost elektřiny nebo tepla je nízká. Energetická mezera pro uhlík je 5.4 ev a když se velikost zmenšuje, mezera v pásmu se zvětšuje, takže vodivost je pouze možná.

Jaká je elektrická vodivost uhlíku?

Uhlíky mají v sobě elektrony, které se pohybují ve volném prostoru a zajišťují proces elektrického vedení. Podívejme se, jaká je elektrická vodivost uhlíku.

Elektrická vodivost grafitu je ~104 S cm-1 protože je to alotrop uhlíku. Vzhledem k vysoké elektrické vodivosti grafitu a jeho vysokému elektrickému výkonu se používá v elektrodách pro baterie, také při elektrochemických reakcích.

Diamant je také jedním z alotropů uhlíku, ale zdá se, že nemá volné elektrony, kvůli kterým není možná elektrická vodivost.

Je uhlík dobrý elektrický vodič?

Vlastnosti dobrého elektrického vodiče jsou, že by měl mít vysokou odolnost proti korozi kapaliny. Proberme nyní několik faktů o tom, zda je uhlík dobrým elektrickým vodičem nebo ne.

Uhlík není dobrým vodičem ve srovnání s ostatními prvky v periodické tabulce, zejména s mědí, protože uhlík má vždy elektron ve vnějším obalu volně vázaný. To je důvod, proč se tvoří kovalentní vazby a díky této skutečnosti nedochází v uhlíku k disociaci.

Proč je uhlík špatným elektrickým vodičem?

Uhlík se používá jako alternátor ve sběracích kroužcích ve formě grafitu. Podívejme se na důvod, proč je uhlík špatným elektrickým vodičem.

Uhlík je špatný vodič, protože má krystalickou strukturu, která je vhodná pro vedení elektřiny, ale ve srovnání s jinými materiály, vedení je příliš špatné.

Struktura a vazba uhlíku

Struktura a vazba uhlíku závisí hlavně na elektronech přítomných ve vnějším obalu. Pojďme diskutovat o struktuře a vazbě uhlíku.

  • Struktura: Uhlík má atomové číslo (Z=6), dva elektrony v nejvnitřnější slupce a zbývající čtyři v další slupce. Atomový poloměr uhlíku je údajně 170 pm.
  • Vazba: Nastává, když je pár elektronů v nejvzdálenějším obalu atomu, díky čemuž mezi nimi existují slabé síly. Uhlík je redukční činidlo, protože atomy v něm rostou z +2, +4 atd. Protože uhlík je nekov, spojí se s atomy kyslíku a vytvoří nekovové oxidy.

Vlastnosti uhlíku

Uhlík je v podstatě nekov s elektronickou konfigurací [He] 2s2 2p2. Pojďme si pro lepší pochopení stručně uvést několik dalších vlastností uhlíku.

  • Uhlík má bod tání hodnotu 3652 °C a hodnota jeho bodu varu je 4827 °C.
  • Jednou z jedinečných vlastností uhlíku je izomerie. Izomerismus je termín používaný, když prvek má stejný počet molekul stejného atomu, ale liší se svými chemickými a fyzikálními vlastnostmi.
  • Uhlík má allotropy, které chybí v mnoha dalších prvcích.
  • Uhlík se objevuje v matně šedé barvě.
  • Nejčistší formy uhlíku jsou saze a uhlí. Uhlí se používá jako palivo pro lokomotivy.
  • Uhlík při spalování v vzduch má za následek produkci oxidu uhličitého.

Využití uhlíku jako elektrického vodiče

Forma uhlíku nebo přechody uhlíku se používají jako paliva pro dopravní a energetické aplikace. Pojďme zjistit využití uhlíku pro jeho vodivost.

  • Uhlík se používá jako vodivé činidlo, důvodem je to, že některé elektrochemické elektrodové materiály jsou elektricky nevodivé, takže pro usnadnění procesu se používají saze.
  • Uhlík je chemicky inertní činidlo, takže může být velmi užitečné pro nevodivé elektrody, aby nastartovaly chemický proces.
  • Uhlík se používá jako sběrač proudu v elektrochemických článcích, zejména palivových článcích a bateriích.
  • Uhlík je prvek přítomný ve všech materiálech, které používáme při našich každodenních činnostech. Jídlo, které jíme, oblečení, které nosíme atd., to vše obsahuje nějakou formu uhlíku.
  • Uhlí nejčistší forma uhlíku se používá jako palivo pro lokomotivy a používá se k výrobě elektrické energie.

Jak lze uhlík použít jako izolant?

Izolátory jsou materiály, které působí jako bariéra v energetickém okruhu omezující tok energie v systému. Pojďme zjistit, jak lze uhlík použít jako izolant.

Uhlík byl použit jako izolant, protože uhlík má dlouhou energetickou mezeru hodnoty (5.4 eV). Mezera mezi valenčním pásem a vodivostním pásem je tedy velmi velká. Přispívá k tomu, že uhlík může být použit jako izolant.

Materiály na bázi uhlíku působí jako izolanty, protože mají velmi nízkou tepelnou vodivost. V mechanismu na bázi nadměrného tepla udržují prvky na bázi uhlíku celý systém chladný.

Vede uhlík teplo?

Tepelná vodivost závisí především na teplotě materiálu, hustotě a vlhkosti. Podívejme se podrobně na fakta, zda uhlík vede teplo nebo ne.

Uhlík vede teplo díky jedinečné elektronické vlastnosti, kdy může přijímat i darovat elektrony. Vodivostní pás v uhlíku nese volné elektrony, které se volně transportují uvnitř struktury a spolu s ní přenášejí tepelnou energii.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Uhlík je prvek, který má schopnost být přítomen v různých formách na rozdíl od jiných prvků. Jedná se o nekov, takže vedení elektřiny je do určité míry možné s ohledem na jeho chemické a fyzikální vlastnosti. Když už mluvíme o teple, uhlík má vysokou tepelnou vodivost díky volně vázaným elektronům. Uhlík je důležitým prvkem přispívajícím k mnoha aplikacím ve vědě.

Také čtení: