uhlík a grafit

Tab. 1   Mineralogické vlastnosti allotropů uhlíku 

allotrop 

hustota 

přírodní 

ρstrukt krystalová 

soustava 

tvrdost 

(Mohs)

lesk vryp 

štěpnost průhlednost 

diamant 

3,51 3,52 kubická  10 diamantový

bílý  dokonalá průhledný 

grafit 

2,16 

2,26  hexagon. 

1 - 2  kov.-matný šedočerný dokonalá neprůhledný 

lonsdaleit  3,41 

3,52  hexagon. 

7 - 8  diamantový žlutohn.  perfektní 

průsvitný 

chaoit 

3,38 

3,43  hexagon. 

1 - 2  polokovový tm. šedý  lamelární  poloprůsvitný

fullerit 

1,95 1,75 

čtverečná

3,5 skel. 

-kov. černý lasturnatě neprůhledný 

UHLÍK 

sp3

 sp2

sp 

DIAMANT 

GRAFIT KARBYNY 

CIII – diamant 

CI       

α-grafit 

α-karbyn 

CIV – lonsdaleit 

CII      

β-grafit 

β-karbyn 

CVII   1H-grafit 

CV   chaoit 

CVI, 

CVIII,…,CXIII 

sp3 + sp2 + sp 

spn (1 < n < 3, n ≠ 2)

SMÍŠENÉ FORMY   

PŘECHODNÉ FORMY 

amorfní uhlík 

1 < n < 2 

2 < n < 3 

skelný uhlík 

cyklo(N)uhlíky 

fullereny 

uhlíkové saze 

N = 18, 24, 30,… 

Cx

diamond-like-carbon 

x = …, 60, 70,… 

carbon onions 

carbon nanotube 

carbon nanocone 

Obr. 1   Klasifikační schéma allotropických modifikací uhlíku 
 
 
 
 

Tab. 2  Srovnání diamantu, grafitu a diamond–like uhlíku (DLC)  

diamant grafit 

DLC 

složení 

čistý uhlík  
< 1% atomů vodíku 

čistý uhlík 

do 50% atomů vodíku 

mikrostruktura krystalická 

krystalická 

amorfní 

vazby jen 

sp3

jen sp2

různý poměr sp3, sp2, sp 

stabilita stabilní  stabilní  metastabilní 
Ramanovo 
spektrum 

ostrý pík 1332 cm–1 ostrý pík 1580 cm–1 široké pásy 1330 a 1550 

cm–1

elektrická vodivost  isolant 

vodič isolant 

Od

roku 1985se  řadí ke známým alotropickým modifikacím uhlíku – diamantu a 

grafitu – také fullereny. Tyto látky obecného vzorce Cn tvoří molekuly složené z dvaceti a 

více atomů uhlíku, často označované jako klastry, představující mnohostěny víceméně 
kulovitého tvaru. Atomy uhlíku jsou umístěny ve vrcholech mnohostěnů. Objevitelé fullerenů 
– Angličan H.W. Kroto a Američané R.F. Curl a R.E. Smalley – obdrželi v roce 1996 
Nobelovu cenu za chemii. Název fulleren nebo buckminsterfulleren souvisí se jménem 
architekta R. Buckminster Fullera, který se proslavil stavbami, které se nápadně podobají 
molekulám Cn.