C Das Kohlenstoffatom

C C C C

C C

C C

C C CC CC

C C

C C

H H

H H

H

H H

H

H H

H H

C C

H H

H H

H

H C C

C C

C

Das Kohlenstoffatom

+

Einfachbindung

Doppelbindung

C C

C C H

H H

H

C C

H 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

C

C

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

C C

C

C C

C C

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 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

Supraleiter

Fulleren