Hustota je obvykle definována v jednotkách hmotnosti na objem. V případě grafenu je to hmotnost na plochu, tj. povrchová hustota . Jaký by byl správný způsob výpočtu například povrchové hustoty (hmotnosti na jednotku plochy) grafenu?
Bylo by správné vynásobit hustotu grafitu van der Waalsovou mezerou grafitu?
Komentáře
- Pojďme ' opravit terminologii a přejít odtud. Hustota je gramů na centimetr krychlový. Povrchová plocha je centimetry na druhou na gram. Co tedy chcete?
- @MaxW jaká je " hustota " grafenu v gramech na centimetr čtvereční ?
- $ \ dfrac {1} {\ text {Surface Area}} = \ dfrac {\ text {gram}} {\ text {cm} ^ 2} $
- @ MaxW ok, tak jak nyní vypočítat " plochu " danou délku vazby uhlík-uhlík atd.?
- Stále ' si stále nejsem jistý, o co se snažíte … // Myslím, že ' hledám co jednotka buňka je v nekonečné rovině grafenu.
Odpověď
Délka CC v grafenu je l = 0,142 nm a plochu šestiúhelníku lze vypočítat podle vzorce:
$ A = \ frac {3 \ sqrt {3}} {2} l ^ 2 = 0,0523 nm ^ 2 $
V každém šestiúhelníku jsou 2 plné atomy uhlíku (1/3 * 6), takže povrchová hustota jedné vrstvy je:
$ S_d = \ frac {2 * massCarbon} {A} = \ frac {2 * 1,994 × 10 ^ {- 26} Kg} {0,0523 × 10 ^ {- 18} m ^ 2} = 76,26 × 10 ^ {- 8} Kg / m ^ 2 = 7,63 × 10 ^ {- 8} g / cm ^ 2 $
Pokud uvažujete o 2, 3 atd. Vrstvách, než je povrchová hustota, je to dvakrát, třikrát atd. Povrch hustota jedné vrstvy.
Další poznámka: Vzdálenost mezi vrstvami je h = 0,335 nm, a proto lze její hustotu vypočítat jako:
$ d = \ frac {S_d} {h} = \ frac {7,63 × 10 ^ {- 8} g / cm ^ 2} {0,335 × 10 ^ {- 7} cm} = 2,28 g / cm ^ 3 $
To je velmi podobné experimentální hodnotě, kterou jsem našel online, a říká, že hustota grafenu je 2,267 g / cm ^ 3 $
Komentáře
- Což je hodnota také pro grafit …