Náttúrufræðingurinn

Årgang

Náttúrufræðingurinn - 1995, Side 5

Náttúrufræðingurinn - 1995, Side 5
Knattkol MÁR BJÖRGVlNSSON Leiðir œvintýraleg uppgötvun knattlaga kolefnissameinda til nýrra efnahvata, hálfleiðara ------- eða „háhita" ofurleiðara? Verður hœgt að kœfa HlV-veiruna með knattkolum? Getum við pakkað frum- efnum lotukerfisins inn í knattkol? Verða knattkolspípur mikilvægar fyrir nanótækni framtíðarinnar? Eru knatt- kolslaukar stöðugasta form kolefnis? ■ FJÖLGERVINGAR KOLEFNIS Ein grunnkenning efnafræðinnar segir að eiginleikar og efnafræðileg hegðan efnis ráðist af innbyrðis afstöðu og tengingu atóma í sameindir, risalangar keðjur, fleti eða grindur. Eitl fallegasta dæmið um þetta eru tveir fjölgervingar (allotropes) kolefnis (C), grafít og demantur, en í þessum tveimur ólíku efnum er sérhvert kolefnisatóm tengt við nærliggjandi atóm með fjórum tengjum en á mismunandi hátt. 1 demanti er sérhvert kolefnisatóm tengt Ijórum atómum á hornunr fjórflötungs (tetrahedron) með einföldum samgildum Már Björgvinsson (f. 1960) lauk B.S.-prófi í efnatrœði frá Háskóla íslands 1983. Hann stundaði síðan nám í ólífrænni efnafræði við McMaster Uni- versity í Kanada og lauk doktorsprófi 1989. Már starfaði við efnasmíði í Göttingen í Þýskalandi til 1991 og hefur síðan starfað sem sérfræðingur við Raunvísindastofnun Háskólans. (.covalent) C-C-tengjum. Fjórflötungarnir tengjast svo saman og mynda kristalgrind demants (1. mynd a). Hin stífa kristalgrind demants gerir hann harðasta efni sem þekkt er. Kolefnisatómin í grafíti eru tengd saman með sterkum samgildum tengjum í sex- strenda fleti (1. mynd b), líkt og vaxkaka býflugnabús. Sérhvert kolefnisatóm er tengt þremur nágrönnum sínum, tveimur með einföldum C-C-tengjum og einu C=C-tvítengi. Tvítengin voka (resonate) þó á milli atómanna þannig að fjarlægðin milli samtengdra atóma er alltaf sú sama (1. mynd c). Góð rafleiðni grafíts ræðst af því að C=C-tengin í fletinum eru aðgreind með C-C-tengjum og því samstæð (con- jugated). Rafeindir færast þá auðveldlega um flötinn lfkt og tvítengin voka á milli atómanna. Fletirnir í grafíti raðast síðan hverjir ofan á aðra og er þeim haldið saman með mun veikari viðloðunarkröft- um, van der Waals kröftum. Fletirnir geta þá auðveldlega runnið til, líkt og spil í spilastokki, og er grafít ágætis smurnings- efni, til dæmis í læsingar. Gamall draumur gullgerðarmanna var að breyta ódýrum málmi eins og blýi í eðalmálminn gull. Þessi draumur í nútíma- búningi er ummyndun svarts verðlítils grafíts í gimsteininn deinant, draumur sem rættist árið 1955. Nokkrir myndlausir fjöl- gervingar kolefnis svo sein sindurkol (koks, coke), viðarkol (teiknikol, char- coal) og kinrok (carbon black) eru mikið notuð efni. Þessi efni hafa að meginhluta Nátlúrufræðingurinn 65 (3-4), bls. 115-125, 1996. 115
Side 1
Side 2
Side 3
Side 4
Side 5
Side 6
Side 7
Side 8
Side 9
Side 10
Side 11
Side 12
Side 13
Side 14
Side 15
Side 16
Side 17
Side 18
Side 19
Side 20
Side 21
Side 22
Side 23
Side 24
Side 25
Side 26
Side 27
Side 28
Side 29
Side 30
Side 31
Side 32
Side 33
Side 34
Side 35
Side 36
Side 37
Side 38
Side 39
Side 40
Side 41
Side 42
Side 43
Side 44
Side 45
Side 46
Side 47
Side 48
Side 49
Side 50
Side 51
Side 52
Side 53
Side 54
Side 55
Side 56
Side 57
Side 58
Side 59
Side 60
Side 61
Side 62
Side 63
Side 64
Side 65
Side 66
Side 67
Side 68
Side 69
Side 70
Side 71
Side 72
Side 73
Side 74
Side 75
Side 76
Side 77
Side 78
Side 79
Side 80
Side 81
Side 82
Side 83
Side 84
Side 85
Side 86
Side 87
Side 88
Side 89
Side 90
Side 91
Side 92
Side 93
Side 94
Side 95
Side 96
Side 97
Side 98
Side 99
Side 100
Side 101
Side 102
Side 103
Side 104
Side 105
Side 106
Side 107
Side 108
Side 109
Side 110
Side 111
Side 112
Side 113
Side 114
Side 115
Side 116
Side 117
Side 118

x

Náttúrufræðingurinn

Direkte link

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Náttúrufræðingurinn
https://timarit.is/publication/337

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.