Quanto à descoberta e utilização do grafite em flocos, há um caso bem documentado, sendo o do livro Shuijing Zhu o primeiro a mencioná-lo, afirmando que “existe uma montanha de grafite ao lado do rio Luoshui”. As rochas são todas pretas, por isso os livros são escassos, e por isso são famosas pelo seu grafite. Descobertas arqueológicas mostram que já há mais de 3.000 anos, na Dinastia Shang, a China utilizava grafite para escrever caracteres, prática que perdurou até o final da Dinastia Han Oriental (220 d.C.). O grafite como tinta para livros foi substituído pela tinta de tabaco de pinho. Durante o período Daoguang da Dinastia Qing (1821-1850 d.C.), os agricultores de Chenzhou, na província de Hunan, extraíam grafite em flocos como combustível, sendo este denominado “carbono de petróleo”.
O nome inglês Graphite vem da palavra grega “graphite in”, que significa “escrever”. Foi nomeado pelo químico e mineralogista alemão A.G. Werner em 1789.
A fórmula molecular do grafite em flocos é C e seu peso molecular é 12,01. O grafite natural é preto-ferro e cinza-aço, com estrias pretas brilhantes, brilho metálico e opacidade. O cristal pertence à classe dos cristais bicônicos hexagonais complexos, que são cristais em forma de placa hexagonal. As formas simplex comuns incluem bifaces paralelas, bicônicos hexagonais e colunas hexagonais, mas a forma cristalina intacta é rara, sendo geralmente escamosa ou em forma de placa. Parâmetros: a0 = 0,246 nm, c0 = 0,670 nm. Uma estrutura em camadas típica, na qual os átomos de carbono estão dispostos em camadas, e cada carbono está igualmente conectado ao carbono adjacente, e o carbono em cada camada está disposto em um anel hexagonal. Os anéis hexagonais de carbono nas camadas adjacentes superior e inferior são deslocados mutuamente na direção paralela ao plano da malha e então empilhados para formar uma estrutura em camadas. Diferentes direções e distâncias de deslocamento levam a diferentes estruturas polimórficas. A distância entre os átomos de carbono nas camadas superior e inferior é muito maior do que a distância entre os átomos de carbono na mesma camada (espaçamento C-C nas camadas = 0,142 nm, espaçamento C-C entre camadas = 0,340 nm). Possui densidade específica de 2,09 a 2,23 e área superficial específica de 5 a 10 m²/g. A dureza é anisotrópica, o plano de clivagem vertical é de 3 a 5 e o plano de clivagem paralelo é de 1 a 2. Os agregados são frequentemente escamosos, irregulares e terrosos. Os flocos de grafite apresentam boa condutividade elétrica e térmica. Os flocos do mineral são geralmente opacos sob luz transmitida; flocos extremamente finos são verde-acinzentados claros, uniaxiais, com índice de refração de 1,93 a 2,07. Sob luz refletida, apresentam coloração marrom-acinzentada clara, com reflexão multicolorida evidente, Ro cinza com marrom, Re cinza-azulado escuro, refletividade Ro23 (vermelho), Re5,5 (vermelho), cor de reflexão evidente e dupla reflexão, forte heterogeneidade e polarização. Características de identificação: preto ferroso, baixa dureza, clivagem extremamente perfeita, flexibilidade, textura escorregadia, facilidade em manchar as mãos. Se partículas de zinco umedecidas com solução de sulfato de cobre forem colocadas sobre grafite, podem precipitar manchas de cobre metálico, enquanto a molibdenita, similar a ela, não apresenta tal reação.
O grafite é um alótropo do carbono elementar (outros alótropos incluem diamante, carbono-60, nanotubos de carbono e grafeno), e a periferia de cada átomo de carbono está ligada a outros três átomos de carbono (uma pluralidade de hexágonos dispostos em forma de favo de mel) para formar moléculas covalentes. Como cada átomo de carbono emite um elétron, esses elétrons podem se mover livremente, tornando o grafite em flocos um condutor elétrico. O plano de clivagem é dominado por ligações moleculares, que têm fraca atração entre as moléculas, o que lhe confere uma flutuabilidade natural muito boa. Devido ao modo de ligação especial do grafite em flocos, não podemos considerá-lo um monocristal ou um policristal. Atualmente, é geralmente considerado que o grafite em flocos é um tipo de cristal misto.
Data da publicação: 04/11/2022