Than chì là chất cách điện hay dẫn điện

Đối với các định nghĩa khác, xem Than (định hướng).

Bài này viết về một loại than làm bút chì. Đối với một sắt kẽm kim loại, xem Chì .

Than chì hay graphit (được đặt tên bởi Abraham Gottlob Werner năm 1789, từ tiếng Hy Lạp γραφειν: “để vẽ/viết”, vì ứng dụng của nó trong các loại bút chì) là một dạng thù hình của cacbon. (Xem thêm: Thù hình của cacbon).

Mẫu than chìThông tin chungThể loạiKhoáng vật tự sinhCông thức hóa họcCHệ tinh thểSáu phương (6/m 2/m 2/m)Nhận dạngMàukim loại, đấtDạng thường tinh thểTrụ sáu mặt, khối đặc sítCát khaiHoàn toàn theo một hướngVết vỡDễ tách lớp, gồ ghề khi vỡ không theo cát khaiĐộ cứng Mohs1–2Ánhkim loại, đấtMàu vết vạchđenMật độ2.09–2.23 g/cm³Chiết suấtmờĐa sắcKhôngĐộ hòa tanNi nóng chảy
tin tức chungThể loạiKhoáng vật tự sinhCông thức hóa họcCHệ tinh thểSáu phương ( 6 / m 2 / m 2 / m ) Nhận dạngMàukim loại, đấtDạng thường tinh thểTrụ sáu mặt, khối đặc sítCát khaiHoàn toàn theo một hướngVết vỡDễ tách lớp, không nhẵn khi vỡ không theo cát khaiĐộ cứng Mohs1 – 2 Ánhkim loại, đấtMàu vết vạchđenMật độ2. 09 – 2.23 g / cm³Chiết suấtmờĐa sắcKhôngĐộ hòa tanNi nóng chảyCác khoáng chất tự nhiên chứa graphit gồm có : thạch anh, calcit, mica, thiên thạch chứa sắt và tuamalin .Các đặc trưng khác : những lớp mỏng mảnh graphit dẻo nhưng không đàn hồi, khoáng chất này hoàn toàn có thể để lại dấu vết màu đen trên tay, giấy và nhiều mặt phẳng khác, dẫn điện và có độ nhớt cao. Xem Thù hình của cacbon để so sánh với kim cương .Các size của một đơn vị chức năng tinh thể là a = b = 245,6 picômét, c = 669,4 pm. Độ dài link cacbon-cacbon là 141,8 pm, và khoảng cách giữa những lớp là c / 2 = 334,7 pm .
Trong cấu trúc tinh thể của graphit, mỗi nguyên tử cacbon chiếm hữu một obitan sp2 lai. Các điện tử pi obitan phân bổ ngang qua cấu trúc lục giác của nguyên tử cacbon góp thêm phần vào tính dẫn điện của graphit. Trong một tấm graphit xu thế, suất dẫn điện theo hướng song song với những tấm này lớn hơn so với suất dẫn điện theo hướng vuông góc với chúng .Các thuộc tính âm học và nhiệt học của graphit là không đẳng hướng, vì những phonon Viral rất nhanh dọc theo những mặt phẳng link ngặt nghèo, nhưng lại chậm hơn khi Viral từ một mặt phẳng sang mặt phẳng khác .
Mô hình 3 chiều của than chì
Phân bố của than chì năm 2005Phân bố của than chì năm 2005

Quặng than chì
Các khoáng vật thường đi kèm với than chì như thạch anh, canxit, mica, sắt, meteorit, và tourmalin. Trung Quốc là một trong những nước sản xuất than chì lớn trên quốc tế, đứng sau là Ấn Độ và Brazil .Graphit có phổ cập ở Thành Phố New York và Texas ( Mỹ ) ; Nga ; Mêxicô ; Greenland .Theo USGS, lượng than chì tự nhiên sản xuất trên quốc tế năm 2006 đạt khoảng chừng 1.03 tỷ tấn và trong năm 2005 là 1.04 tỷ tấn, đa phần từ những nước như : Trung Quốc : 720,000 tấn trong cả hai năm ( 2005 và 2006 ), Brazil : 75,600 tấn trong năm 2006 và 75,515 trong năm 2005, Canada : 28,000 tấn trong cả hai năm, và Mexico ( dạng vô định hình ) : 12,500 tấn trong năm 2006 và 12,357 tấn năm 2005. Ngoài ra, còn có những nước khác như : Sri Lanka : 3,200 tấn năm 2006 và 3,000 tấn năm 2005 dạng mạch, và Madagascar là 15,000 trong cả hai năm .Cũng theo USGS, sản lượng điện cực than chì tại Mỹ trong năm 2006 đạt 132,000 tấn, trị giá 495 triệu USD, 146,000 tấn trong năm 2005 trị giá 391 triệu USD, và sản lượng sợi cacbon năm 2006 là 8,160 tấn trị giá 172 triệu USD và trong năm 2005 là 7,020 tấn trị giá 134 triệu USD .
Công dụng được biết đến nhiều nhất của than chì là làm ruột những loại bút chì ( không tương quan gì về mặt hóa học với chì sắt kẽm kim loại ) .
Ruột bút chì có thành phần than chì
Ruột bút chì có thành phần than chìKhông giống như kim cương, graphit là một chất dẫn điện và có nhiều ứng dụng tương quan, ví dụ như là vật tư sản xuất những điện cực của đèn hồ quang, điện cực của pin, acquy … Than chì còn có những ứng dụng trong sản xuất thép, vật tư composite, vật tư chịu lửa …Graphit thường thì không được sử dụng trong dạng nguyên chất như là vật tư có cấu trúc ( ngoại trừ RCC ) vì tính dễ vỡ của nó, nhưng những thuộc tính cơ học của những composit sợi cacbon và gang đúc xám chịu tác động ảnh hưởng rất mạnh của graphit trong chúng .Graphit cũng được sử dụng như là vỏ bọc ( khuôn ) và phần điều tiết trong những lò phản ứng nguyên tử. Thuộc tính cho neutron đi qua rất ít theo mặt cắt ngang làm cho nó cũng được sử dụng trong những lò phản ứng hạt nhân .Sự link lỏng lẻo giữa những tấm trong graphit góp phần vào một ứng dụng quan trọng trong công nghiệp khác – bột graphit được sử dụng như chất bôi trơn dạng khô. Các nghiên cứu và điều tra gần đây cho rằng hiệu ứng gọi là siêu nhớt hoàn toàn có thể cũng được tính cho ứng dụng này .

• Ô mạng than chì
• Mô hình link của một lớp than chì
• Hình chiếu bên cấu trúc những lớp than chì
• Hình chiếu bằng cấu trúc những lớp than chì
• Quét hình ảnh kính hiển vi đường hầm – Bề mặt một lớp tinh thể than chì

• Sợi cacbon
• Kim cương
• Graphen
• Ống nano cacbon
• Bút chì

• The Graphite Page
• Trang tiếng Anh

Xem thêm các sách tham khảo liên quan:

Giải Sách Bài Tập Vật Lí 7 – Bài 20 : Chất dẫn điện và chất cách điện – Dòng điện trong sắt kẽm kim loại giúp HS giải bài tập, nâng cao năng lực tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành những khái niệm và định luật vật lí : a. Các điện tích hoàn toàn có thể di dời qua …
b. Các điện tích không hề di dời qua …
c. Kim loại là chất điện dẫn vì trong đó có những … hoàn toàn có thể di dời có hướng .
d. Tia chớp là do những điện tích hoạt động rất nhanh qua không khí tạo ra. Trong trường hợp này không khí là …

Lời giải:

a. Các điện tích hoàn toàn có thể di dời qua vật dẫn điện ( vật tư dẫn điện, vật liệu dẫn điện ) .
b. Các điện tích không hề di dời qua vật cách điện ( vật tư cách điện, vật liệu cách điện ) .
c. Kim loại là chất điện dẫn vì trong đó có những electron tự do hoàn toàn có thể di dời có hướng .
d. Tia chớp là do những điện tích hoạt động rất nhanh qua không khí tạo ra. Trong trường hợp này không khí là chất dẫn điện. a. Tại sao hai lá nhôm này xòe ra ?
b. Có hiện tượng kỳ lạ gì xảy ra với hai lá nhôm mỏng dính gắn với quả cầu B hay không, nếu nối A với B bằng một thanh nhựa như hình 20.2 ? Tại sao ?
c. Cũng như câu hỏi b ) trên đây, nhưng thay cho thanh nhựa người ta dùng một thanh sắt kẽm kim loại có tay cầm bằng nhựa để nối A với B .

Lời giải:

a. Hai lá nhôm này xòe ra vì chúng nhiễm điện cùng loại dẫn đến đẩy nhau
b. Không có hiện tượng kỳ lạ gì xảy ra so với hai lá nhôm bên quả cầu B. Vì thanh nhựa là vật cách điện nên điện tích không hề di dời qua nó .
c. Hai lá nhôm bên quả cầu A gắn lại với nhau còn hai lá nhôm bên quả cầu B xòe ra. Vì thanh sắt kẽm kim loại là vật dẫn điện. Các điện tích chuyển từ quả cầu A tới quả cầu B qua thanh kim loại. quả cầu A mất bớt điện tích, quả cầu B thêm điện tích

Lời giải:

Dùng xây xích sắt để tránh xảy ra cháy nổ xăng. Vì khi chạy, xe hơi cọ xát mạnh với không khí, làm nhiễm điện những phần khác nhau của nó. Nếu bị nhiễm điện mạnh, giữa những phần này phát sinh tia lửa điện gây cháy nổ xăng. Nhờ dây xích sắt là vật dẫn điện, những điện tích từ xe hơi di dời qua nó xuống đất, loại trừ sự nhiễm điện mạnh. a. Mặt có lớp phủ màu vàng ( hay màu bạc ) của giấy bọc lót trong bao thuốc lá .
b. Giấy trang kim ( thường dùng để gói quà Tặng Kèm ) .

Lời giải:

a. Lớp màu vàng hay màu bạc của giấy lót bên trong vỏ bọc bao thuốc lá là vật dẫn điện ( thường là lớp thiếc mỏng dính, phủ màu ) .
b. Giấy trang kim là vật cách điện ( đó là nilong có phủ sơn màu ). A. Một đoạn ruột bút chì

   B. Một đoạn dây thép

C. Một đoạn dây nhôm
D. Một đoạn dây nhựa

Lời giải:

Đáp án : D
Vật cách điện là vật không cho dòng điện đi qua nên đáp án D là đáp án đúng, đoạn dây bằng nhựa không cho dòng điện đi qua là vật cách điện. A. Dòng điện chỉ là dòng những điện tích dương di dời có hướng .
B. Dòng điện chỉ là dòng những điện tích âm di dời có hướng .
C. Dòng điện chỉ là dòng những electron di dời có hướng .
D. Dòng điện chỉ là dòng những điện tích bất kể di dời có hướng .

Lời giải:

Đáp án : D
Dòng điện là dòng những điện tích bất kỳ di dời có hướng. A. Mảnh nilong
B. Mảnh nhôm
C. Mảnh giấy khô
D. Mảnh lụa

Lời giải:

Đáp án : B
Electron tự do có trong sắt kẽm kim loại nên mảnh nhôm là đáp án đúng. A. Là dòng chất điện tựa như như chất lỏng di dời có hướng .
B. Là dòng những electron tự do di dời có hướng .
C. Là dòng những hạt nhân nguyên tử sắt kẽm kim loại di dời có hướng .
D. Là dòng những nguyên tử sắt kẽm kim loại di dời có hướng .

Lời giải:

Đáp án : B
Dòng điện trong sắt kẽm kim loại là dòng những electron tự do di dời có hướng. A. Các điện tích dương di dời từ cực dương sang cực âm .
B. Các điện tích dương di dời từ cực âm sang cực dương .
C. Các electron tự do di dời từ cực âm sang cực dương .
D. Các electron tự do di dời từ cực dương sang cực âm .

Lời giải:

Đáp án : C
Khi thông suốt hai cực của pin bằng dây dẫn sắt kẽm kim loại với hai đầu của bóng đèn thì có những electron tự do di dời từ cực âm sang cực dương. A. Nhôm
B. Đồng
C. Sắt
D. Vàng

Lời giải:

Đáp án : B
Thứ tự những chất dẫn điện tốt là : Đồng đẫn điện tốt hơn vàng, vàng dẫn điện tốt hơn nhôm, nhôm dẫn điện tốt hơn sắt. Vì vậy đáp án B là đáp án đúng chuẩn nhất. A. Than chì
B. Nhựa
C. Gỗ khô
D. Cao su

Lời giải:

Đáp án : A
Vì than chì là chất dẫn điện chứ không phải là chất cách điện. A. Một đoạn dây nhôm
B. Một đoạn dây nhựa
C. Một đoạn ruột bút chì
D. Một đoạn dây thép

Lời giải:

Đáp án : B
Vì nhựa là chất cách điện nên không cho dòng điện chạy qua. A. Do những dây dẫn này bị nhiễm điện khi nhận thêm những electron .
B. Do những nguồn điện sản ra những electron và đẩy chúng di dời trong những dây dẫn .
C. Do những electron này bứt khỏi nguyên tử sắt kẽm kim loại và hoạt động tự do trong dây dẫn .
D. Do cả 3 nguyên do nói trên .

Lời giải:

Đáp án : C
Dòng điện trong những dây dẫn sắt kẽm kim loại là dòng electron tự do di dời có hướng. Các electron tự do này do những electron này bứt khỏi nguyên tử sắt kẽm kim loại và hoạt động tự do trong dây dẫn.

Lời giải:

Câu đúng là : a, b, e .
Câu sai là : c, d.

Lời giải:

1. c 2. a
3. b 4. e a. Bánh đĩa gắn liền với bàn đạp tương tự như như … trong mạch điện kín .
b. Bánh răng ( còn gọi là líp ) gắn liền với bánh xe sau của xe đạp điện tựa như như … lắp trong mạch điện kín .
c. Dây xích vòng qua và khép kín giữa bánh đĩa và bánh răng của xe đạp điện tương tự như như … trong mạch điện kín .
d. Các mắt xích của dây xích trong xe đạp điện tựa như như … có tại mọi nơi trong … của mạch điện kín .
e. Khi đạp bàn đạp thì bánh xe sau của xe đạp điện lập tức hoạt động tương tự như như khi … thì quạt điện lắp trong mạch điện kín lập tức quay. Thật đúng là “ nhanh như điện ” .

Lời giải:

a. Nguồn điện
b. Quạt điện

   c. Dây dẫy

d. Electron tự do – dây nối ( dây dẫn )
e. Đóng công tắc nguồn