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Lexikon der Chemie: Graphit

Graphit, die bei Zimmertemperatur thermodynamisch stabile Modifikation des Kohlenstoffs, dunkelgrau; D. 2,25 g cm-3; Härte nach Mohs 1, Sublimation 3652 bis 3697 °C, Kp. 4827 °C. Das hexagonale Gitter des G. besteht aus ebenen Schichten (Graphitstruktur). Die Strukturmerkmale erklären die hohe elektrische Leitfähigkeit, die Farbe, die Spaltbarkeit und die leichte Verschiebbarkeit der Schichten gegeneinander, d. h. die Schmierwirkung des G. Obgleich reaktiver als Diamant, ist G. recht reaktionsträge. Durch Anwendung sehr hohen Druckes und hoher Temperatur gelingt es, G. in Diamant umzuwandeln. Durch Einbau von Ionen oder Molekülen in die Zwischenschichträume werden Graphitverbindungen gebildet, in denen die Schichtstruktur des G. weitgehend erhalten ist. Dabei können echte Kovalenzen zwischen diesen Gruppen und den Kohlenstoffatomen ausgebildet werden, die C-Atome sind dann sp3-hybridisiert, die Schichten gewellt, ihr Abstand aufgeweitet und die Verbindungen nichtleitend. Derlei Verhältnisse liegen z. B. im Graphitfluorid (CF)n oder im Graphitoxid (C-O-C)n vor. Andererseits kennt man Einlagerungsverbindungen des G. mit Halogenen, Alkalimetallen u. ä., in denen lediglich die Schichtabstände vergrößert sind. Die Leitfähigkeit ist dann oft erhöht.

G. kommt in der Natur vor. Die technische Gewinnung erfolgt nach dem Acheson-Verfahren:

SiO2+ 2 C → Si + 2 CO; CKoks + Si

SiC

CGraphit + Si.

Man verwendet G. als Elektrodenmaterial, wegen seiner chem. Resistenz und guten Wärmeleitfähigkeit zur Herstellung von Tiegeln, Wärmeaustauschern u. ä., suspendiert in Ölen als Schmier- und Korrosionsschutzmittel, zur Produktion von Bleistiftminen und als Moderator in Kernreaktoren.

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