Varför ett helt kapitel om kol? KOL OCH KOLFÖRENINGAR Varför ett helt kapitel om kol? Annika Adolfsson 2012

Rent kol = enbart kolatomer: inte så vanligt Kolatomer i kemiska föreningar: mycket, mycket vanligt!!! Hur många kemiska föreningar tror du att det finns? Svar: Det finns 20 miljoner kemiska föreningar. I hur många av dem ingår det kolatomer? Svar: i 95% av dem Det finns alltså 19 miljoner kemiska föreningar som innehåller kolatomer. Det finns 1 miljon kemiska föreningar som inte innehåller kolatomer Annika Adolfsson 2012

Allt detta är uppbyggt av kolföreningar: Dvs allt levande är uppbyggt av Kolföreningar! Annika Adolfsson 2012

Fyra former av kol Annika Adolfsson 2012

Fyra former av kol Det finns fyra former av rent kol, dvs ämnen som består av bara kolatomer: Diamant Grafit Fullerener (inkl. kolnanorör) Grafen Annika Adolfsson 2012

Kolatomer bildar olika ämnen beroende på hur atomerna är arrangerade. Annika Adolfsson 2012

Diamant Alla kolatomer sitter lika långt ifrån varandra. Alla bindningar är lika starka. Vi får ett hårt ämne Annika Adolfsson 2012

Diamant I ren form färglös och glasklar. Det hårdaste ämnet som finns i naturen Leder inte ström Vikten mäts i carat Förr använde man vikter från johannesbrödträdet. 1 carat = vikten av ett frö = 0,200 gram Annika Adolfsson 2012

Största diamanten… Kallas Afrikas stjärna eller Cullinandiamanten. 3 100 carat (ca 600 gram). Upphittad 1905. Uppdelad i 105 mindre diamanter. De två största (100 g och 60 g) ingår nu i brittiska kronjuvelerna. Den största delen av cullinandiamanten Annika Adolfsson 2012

Diamanter Bryts i gruvor, mest i Sydafrika och Brasilien. Förekommer glest, så det blir stora gruvhål. De flesta är små: av 20000 hittade är alla utom en mindre än 1 cm3 Annika Adolfsson 2012

Diamant De största och finaste används till smycken. Övrig användning: borrkronor ( t ex tandläkarborrar), slipmedel och putsmedel i industrin. Annika Adolfsson 2012

Tillverka diamanter Man kan faktiskt tillverka diamanter. Om man utsätter grafit för högt tryck och hög temperatur så bildas små diamanter som duger till t ex borrkronor (inte till smycken) Annika Adolfsson 2012

Grafit Uppbyggt av skikt. Korta, starka bindningar i skiktet. Långa, svaga bindningar mellan skikten. De långa bindningarna bryts lätt – grafit är mjukt. Annika Adolfsson 2012

Grafit Bryts i gruvor. Används i blyertspennor. Blyerts är en blandning av grafit och lera. Övrig användning: smörjmedel (eftersom det är mjukt) och elektriskt kontaktmaterial (eftersom det leder ström) Annika Adolfsson 2012

Fulleren:Kolfotbollar och kolnanorör Annika Adolfsson 2012

Fullerener Fullerener upptäcktes på 80-talet och upptäckten belönades med Nobelpriset 1996. Kolfotbollarna består av 60 kolatomer, ordnade i 5- och 6-ringar Man forskar på att kunna framställa nya material med bra egenskaper av dessa kolfotbollar, t ex supraledare eller ljuskänsliga glas. Annika Adolfsson 2012

Kolnanorör Kolnanorör är en slags fulleren. Riktigt ”heta” inom materialforskning! Ser ut som ett rör av hönsnät, där hönsnätet är uppbyggt av kolatomer i ett enda lager. Framtida användning: kanske elektronik, solceller, starka & tunna material mm Annika Adolfsson 2012

Grafen Ett enda skikt av kolatomer. Uppbyggt av sexringar. Nobelpris 2010. Annika Adolfsson 2012

Nobelpris i fysik 2010: Grafen 2010 års nobelpris i fysik tilldelades två forskare som tagit fram grafen. Grafen är ett platt nät av kolatomer i sexkanter. Det är bara en enda atom tjockt! 3 miljoner grafenskikt på varandra blir bara 1 mm tjockt! Annika Adolfsson 2012

Grafen…. Leder ström lika bra som koppar Leder värme bättre än alla andra kända material Nästan helt genomskinligt Är så tätt att inte ens helium, den minsta gasatomen kan ta sig igenom. Annika Adolfsson 2012

Framtida användning Snabbare datorelektronik Hållbara kompositmaterial Genomskinliga pekskärmar, eftersom grafen både är genomskinligt och leder ström Effektivare solceller (av samma skäl) Plast som leder ström Annika Adolfsson 2012

Sammanfatta. 1)FÖRKLARA BEGREPPEN: Diamant grafit kolfiber fulleren kolnanorör 2)Vad används grafit och diamant till? Vilka egenskaper är viktiga då? 3)Berätta lite om vad de nyupptäckta formerna av kol kan komma att användas till. Vilka egenskaper kan vara till nytta? Annika Adolfsson 2012