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Alt 15.06.2002, 14:33   #1   Druckbare Version zeigen
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wieso ist Diamant metastabil?

Weiß jemand wieso Diamant weniger stabil als Graphit ist?

Aufgrund der Einfachbindungen sollte er doch thermodynamisch stabiler als Graphit mit den Doppelbindungen sein.

Hängt es vielleicht damit zusammen, dass im Graphit die pi-Elektronen vollständig delokalisiert werden können?
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Alt 15.06.2002, 14:36   #2   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 60.898
Re: wieso ist Diamant metastabil?

Zitat:
Originalnachricht erstellt von an4conda


Hängt es vielleicht damit zusammen, dass im Graphit die pi-Elektronen vollständig delokalisiert werden können?
Das dürfte wohl der Grund sein - einen anderen wüsste ich nicht.

Gruß,
Franz
__________________
Gib einem Mann einen Fisch, und Du ernährst ihn für einen Tag.
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Alt 15.06.2002, 14:39   #3   Druckbare Version zeigen
kleinerChemiker Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.044
Hätte da ne Frage!

Heißt das jetzt, dass sich Diamant über lange lange Zeit immer mehr und mehr schön langsam in Graphit umwandelt??

Oder bedeutet hier metastabil einfach, dass bei T-Erhöhung sich Graphit bilden würde?




Gruß, Peter!
kleinerChemiker ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.06.2002, 14:50   #4   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
Zitat:
Originalnachricht erstellt von kleinerChemiker
Hätte da ne Frage!

Heißt das jetzt, dass sich Diamant über lange lange Zeit immer mehr und mehr schön langsam in Graphit umwandelt??

Oder bedeutet hier metastabil einfach, dass bei T-Erhöhung sich Graphit bilden würde?




Gruß, Peter!
beides stimmt, Diamant wandelt sich nur deshalb nicht sofort in Graphit um, weil die Aktivierungsenergie für den Übergang sehr hoch liegt.
So hoch, dass die meisten Kohlenstoffatome bei Normaltemperatur nicht über diesen Energieberg drüber kommen. Die Wahrscheinlichkeit, dass es zum Übergang kommt steigt mit der Temperatur exponentiell.
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Alt 15.06.2002, 14:59   #5   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
Re: Re: wieso ist Diamant metastabil?

Zitat:
Originalnachricht erstellt von FK


Das dürfte wohl der Grund sein - einen anderen wüsste ich nicht.

Gruß,
Franz

Die Frage hatte der Prof nach einem Seminarvortrag in den Raum gestellt und ich hatte daraufhin mit der Delokalisation argumentiert, darauf ist er aber irgendwie nicht eingegangen und hat etwas von wegen Hybridisierung erzaehlt, die im Fall von Graphit günstiger waere. Vielleicht sollte ich Ihn nochmal darauf ansprechen...
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Alt 15.06.2002, 15:14   #6   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
Zitat:
Originalnachricht erstellt von kleinerChemiker
Heißt das jetzt, dass sich Diamant über lange lange Zeit immer mehr und mehr schön langsam in Graphit umwandelt??
Schon... Die Umwandlung von Diamant in Graphit erfolgt bei RT und Normaldruck spontan (<font class="serif">&Delta;</font>G0 < 0) aber mit nicht wahrnehmbarer Geschwindigkeit, d. h. Du kannst lange drauf warten bis die Diamanten in Deinem Schrank sich in Graphit umgewandelt haben.

Zitat:
Oder bedeutet hier metastabil einfach, dass bei T-Erhöhung sich Graphit bilden würde?
Ein metastabiles System ist kinetisch gehemmtes System.
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Alt 15.06.2002, 15:15   #7   Druckbare Version zeigen
kleinerChemiker Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.044
hey, coool, dann muss man ja nur lang genug warten und der Diamant ist nur noch Graphit! Also nix mehr wert, sowas!


Wegen Hybridisierung und so! Es ist ja so, dass im Graphit die C-Atome jenen Bindungswinkel zueinander einnehmen, der sich aus der Hybridisierung ergibt (sp2-Hybridisierung -> 120° theoretisch, praktisch: 120°)!

Wie ists nun im Diamant? Ich nehm an, die C-Atome haben eine sp3-Hybridisierung, dann ist das Bindungswinkel theoretisch bei 109°! Was ist der wirkliche Bindungswinkel? Wenn er abweicht von 109° haben wir die Erklärung mit der Hybridisierung, wenn der wirkliche bindungswinkel der gleiche ist, dann ist meine erklärung in die hose gegangen!!



Gruß, Peter!
kleinerChemiker ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.06.2002, 15:30   #8   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
Zitat:
Originalnachricht erstellt von kleinerChemiker
hey, coool, dann muss man ja nur lang genug warten und der Diamant ist nur noch Graphit! Also nix mehr wert, sowas!


Wenn er abweicht von 109° haben wir die Erklärung mit der Hybridisierung, wenn der wirkliche bindungswinkel der gleiche ist, dann ist meine erklärung in die hose gegangen!!



Gruß, Peter!

ist in die Hose gegangen - im Diamant ist jedes C-Atom tetraedrisch von vier weiteren C-Atomen umgeben, also spannungsfrei
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Alt 15.06.2002, 15:54   #9   Druckbare Version zeigen
kleinerChemiker Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.044
uje uje, doch in die Hose gegangen! :-))


hmm...sind nicht sp2-Hybridorbitale größer als sp3-Hybridorbitale? Dann ist ja auch die Überlappung besser und somit energetisch günstiger!?



Gruß, Peter!
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Alt 15.06.2002, 17:07   #10   Druckbare Version zeigen
Adam Männlich
Moderator
Beiträge: 8.039
Rein Thermodynamisch ist der Zerfall des Diamanten in Graphit begünstigt da:

<font class="serif">&mu;</font> (Graphit)< <font class="serif">&mu;</font> (Diamant)

Das Ganze ist ein kinetisches Problem...

Von Diamant zu G. muß sich die räumliche Anordnung der Kohlenstoffatome massiv ändern; derartige Vorgänge laufen in Feststoffen unmeßbar langsam ab (außer bei sehr hoher Temperatur).

.
__________________
Wenn jemand ein Problem erkannt hat und nichts zur Lösung des Problems beiträgt, ist er selbst ein Teil des Problems.
Adam ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.06.2002, 17:40   #11   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
Zitat:
Originalnachricht erstellt von Adam
Rein Thermodynamisch ist der Zerfall des Diamanten in Graphit begünstigt da:

<font class="serif">&mu;</font> (Graphit)< <font class="serif">&mu;</font> (Diamant)


.
und wieso ist das so?

wenn man sich die Bindungsenergien von C-C Einfachbindungen und C=C Doppelbindungen anschaut, sollte man meinen, dass eben Diamant thermodynamisch stabiler ist.

vielleicht haette ich die Frage anders stellen sollen...
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Alt 15.06.2002, 18:05   #12   Druckbare Version zeigen
Adam Männlich
Moderator
Beiträge: 8.039
Zitat:
und wieso ist das so?

(<font class="serif">∂</font> <font class="serif">&mu;</font> /<font class="serif">∂</font>T)p = -S

Ich würde einfach sagen das der Zustand der Entropie im Graphit größer ist als die im Diamant. Es macht schon ein Unterschied für die Entropie ab wir eine tetraedrische Struktur um ein C-Atom (sp3)oder eine trigonale ((sp2)
haben. Dazu kommen noch die Schichtstruktur und delokaliserte pi-Elektronen ....


.
__________________
Wenn jemand ein Problem erkannt hat und nichts zur Lösung des Problems beiträgt, ist er selbst ein Teil des Problems.
Adam ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.06.2002, 18:55   #13   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
Zitat:
Originalnachricht erstellt von Adam



(<font class="serif">∂</font> <font class="serif">&mu;</font> /<font class="serif">∂</font>T)p = -S

Ich würde einfach sagen das der Zustand der Entropie im Graphit größer ist als die im Diamant. Es macht schon ein Unterschied für die Entropie ab wir eine tetraedrische Struktur um ein C-Atom (sp3)oder eine trigonale ((sp2)
haben. Dazu kommen noch die Schichtstruktur und delokaliserte pi-Elektronen ....


.

gut die Beweglichkeit der C-Atome ist im Graphit wahrscheinlich höher was sich günstig auf die Entropie auswirken würde. nur der Prof hat da irgenwas anderes gemeint, schaetze ich muss ihn nochmal fragen
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Alt 15.06.2002, 19:23   #14   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
Diamant ist nicht "metastabil" :



Nur in einem ganz kleinen Bereich ist Graphit energetisch gegenüber Diamant begünstigt.

Zitat:
hey, coool, dann muss man ja nur lang genug warten und der Diamant ist nur noch Graphit! Also nix mehr wert, sowas!
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bm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.06.2002, 19:40   #15   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
mh, laut riedel s.497 ist Diamant metastabil

C(Diamant)--->C(Graphit)<font class="serif">&Delta;</font>H=-1,9 kJ/mol
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