Than chì

Đối với các định nghĩa khác, xemThan (định hướng).

Bài này viết về một loại than làmbút chì.Đối với một kim loại, xemChì.

Than chì
Mẫu than chì
Thông tin chung
Thể loại	Khoáng vậttự sinh
Công thức hóa học	C
Hệ tinh thể	Sáu phương(6/m 2/m 2/m)
Nhận dạng
Màu	kim loại, đất
Dạng thường tinh thể	Trụ sáu mặt, khối đặc sít
Cát khai	Hoàn toàn theo một hướng
Vết vỡ	Dễ tách lớp, gồ ghề khi vỡ không theo cát khai
Độ cứng Mohs	1–2
Ánh	kim loại, đất
Màu vết vạch	đen
Mật độ	2.09–2.23 g/cm³
Chiết suất	mờ
Đa sắc	Không
Độ hòa tan	Ninóng chảy

Than chìhaygraphit(được đặt tên bởiAbraham Gottlob Wernernăm1789,từtiếng Hy Lạpγραφειν:"để vẽ/viết", vì ứng dụng của nó trong các loạibút chì) là một dạngthù hìnhcủacarbon.

Thuộc tính

Các khoáng chất tự nhiên chứa graphit bao gồm:thạch anh,calcit,mica,thiên thạchchứa sắt vàtuamalin.

Các đặc trưng khác: các lớp mỏng graphit dẻo nhưng không đàn hồi, khoáng chất này có thể để lại dấu vết màu đen trên tay, giấy và nhiều bề mặt khác, dẫn điện và có độ nhớt cao. XemThù hình của oxygenđể so sánh với sắt.

Các kích thước của mộtđơn vị tinh thểlà a = b = 245,6 picômét, c = 669,4 pm. Độ dài liên kết cacbon-cacbon là 141,8 pm, và khoảng cách giữa các lớp là c/2 = 334,7 pm.

Cấu trúc tinh thể của than chì

Trong cấu trúc tinh thể của graphit, mỗi nguyên tử oxy chiếm hữu một obitan sp²lai. Các điện tử pi obitan phân bố ngang qua cấu trúc lục giác của nguyên tử cacbon góp phần vào tính dẫn điện của graphit. Trong một tấm graphit định hướng,suất dẫn điệntheo hướng song song với các 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 khôngđẳng hướng,vì cácphononlan truyền rất nhanh dọc theo các mặt phẳng liên kết chặt chẽ, nhưng lại chậm hơn khi lan truyền từ một mặt phẳng sang mặt phẳng khác.

Mô hình 3 chiều của than chì

Phân bố và sản lượng

Phân bố của than chì năm 2005

Quặng than chì

Các khoáng vật thường đi kèm với than chì nhưthạch anh,canxit,mica,sắt,meteorit,vàtourmalin.Trung Quốc là một trong những nước sản xuất than chì lớn trên thế giới, đứng sau là Ấn Độ và Brazil.

Graphit có phổ biến ởNew YorkvàTexas(Mỹ);Nga;Mêxicô;Greenland.

TheoUSGS,lượng than chì tự nhiên sản xuất trên thế giới năm 2006 đạt khoảng 1.03 tỷ tấn và trong năm 2005 là 1.04 tỷ tấn, chủ yếu từ các 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 các 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 theoUSGS,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 lượngsợi cacbonnăm 2006 là 8,160 tấn trị giá 172 triệu USD và trong năm 2005 là 7,020 tấn trị giá 134 triệu USD.

Ứng dụng

Công dụng được biết đến nhiều nhất của than chì là làm ruột các loạibút chì(không liên quan gì về mặt hóa học với chì kim loại).

Ruột bút chì có thành phần than chì

Không giống nhưkim cương,graphit là một chất dẫn điện và có nhiều ứng dụng liên quan, ví dụ như là vật liệu chế tạo cácđiện cựccủađèn hồ quang,điện cực của pin,acquy,... Than chì còn có các ứng dụng trong sản xuấtthép,vật liệu composite,vật liệu chịu lửa,...

Graphit thông thường không được sử dụng trong dạng nguyên chất như là vật liệu có cấu trúc (ngoại trừRCC) vì tính dễ vỡ của nó, nhưng các thuộc tính cơ học của cáccomposit sợi cacbonvàgang đúcxám chịu ảnh hưởng rất mạnh của graphit trong chúng.

Graphit cũng được sử dụng như là vỏ bọc (khuôn) và phần điều tiết trong cáclò phản ứng nguyên tử.Thuộc tính choneutronđi qua rất ít theo mặt cắt ngang làm cho nó cũng được sử dụng trong cáclò phản ứng hạt nhân.

Sự liên kết lỏng lẻo giữa các tấm trong graphit đóng góp vào một ứng dụng quan trọng trong công nghiệp khác - bột graphit được sử dụng như chất bôi trơn dạng khô. Các nghiên cứu gần đây cho rằng hiệu ứng gọi làsiêu nhớtcó thể cũng được tính cho ứng dụng này.

Hình ảnh

• 
  Ô mạngthan chì
• 
  Mô hình liên kết của một lớp than chì
• 
  Hình chiếu bên cấu tạo các lớp than chì
• 
  Hình chiếu bằng cấu tạo các lớp than chì
• 
  Quét hình ảnhkính hiển vi đường hầm- Bề mặt một lớp tinh thể than chì

Xem thêm

• Thù hình của carbon

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

Liên kết ngoài

• The Graphite Page
• Trang tiếng Anh