Zwykle gęstość jest definiowana w jednostkach masy na objętość. W przypadku grafenu jest to masa na powierzchnię, czyli gęstość powierzchniowa . Jaki byłby prawidłowy sposób obliczenia gęstości powierzchniowej (masy na jednostkę powierzchni) grafenu, na przykład?
Czy poprawne byłoby pomnożenie gęstości grafitu przez szczelinę van der Waalsa grafitu?
Komentarze
- Pozwól ' poprawić terminologię i przejść dalej. Gęstość to gramy na centymetr sześcienny. Pole powierzchni to centymetry do kwadratu na gram. Czego teraz chcesz?
- @MaxW jaka jest " gęstość " grafenu w gramach na centymetr do kwadratu ?
- $ \ dfrac {1} {\ text {Powierzchnia}} = \ dfrac {\ text {grams}} {\ text {cm} ^ 2} $
- @ MaxW ok, więc teraz jak obliczyć to " pole powierzchni " biorąc pod uwagę długość wiązania węgiel-węgiel itp.?
- ' nadal nie jestem pewien, co próbujesz zrobić … // Myślę, że ' szukasz jednostki komórka znajduje się w nieskończonej płaszczyźnie grafenu.
Odpowiedź
Długość CC w grafenie wynosi l = 0,142nm a pole sześciokąta można obliczyć ze wzoru:
$ A = \ frac {3 \ sqrt {3}} {2} l ^ 2 = 0,0523nm ^ 2 $
W każdym sześciokącie znajdują się 2 pełne atomy węgla (1/3 * 6), więc gęstość powierzchniowa jednej warstwy wynosi:
$ 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 $
Jeśli rozważasz 2, 3 itd. Warstwy niż gęstość powierzchni, to jest to dwa, trzy razy itd. Powierzchnia gęstość pojedynczej warstwy.
Dodatkowa uwaga: odległość między warstwami wynosi h = 0,335 nm i dlatego jej gęstość można obliczyć 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 jest bardzo zbliżone do wartości eksperymentalnej, którą znalazłem w Internecie, mówi, że gęstość grafenu wynosi 2,267 USD / cm ^ 3 $
Komentarze
- Jaka jest również wartość dla grafitu …