Question

കാർബണിന്റെ രൂപാന്തരത്തിൽ തെർമോഡൈനാമിക്സ് അനുസരിച്ച് ഏറ്റവും സ്ഥിരതയുള്ള രൂപമേത് ?

• A. ഫുള്ളറീൻ
• B. വജ്രം
• C. ഗ്രാഫൈറ്റ്
• D. ഇവയൊന്നുമല്ല

Answer 1

Answer:

C. ഗ്രാഫൈറ്റ്

• കാർബണിന്റെ വിവിധ രൂപാന്തരങ്ങളിൽ (Allotropes) വെച്ച് ഗ്രാഫൈറ്റ് (Graphite) ആണ് തെർമോഡൈനാമിക്സ് അനുസരിച്ച് ഏറ്റവും സ്ഥിരതയുള്ള (Thermodynamically most stable) രൂപം.
• സാധാരണ അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിലും താപനിലയിലും (Standard Temperature and Pressure - STP) കാർബണിന്റെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ഗിബ്സ് ഫ്രീ എനർജി (Gibbs free energy) ഉള്ള അവസ്ഥ ഗ്രാഫൈറ്റാണ്.
• വജ്രം (Diamond) ഗ്രാഫൈറ്റിനേക്കാൾ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലുള്ള അവസ്ഥയാണ്. വജ്രം ഗ്രാഫൈറ്റായി മാറാൻ വളരെ സാവധാനത്തിൽ നടക്കുന്ന ഒരു പ്രവർത്തനമാണ്, അതിനാൽ സാധാരണ സാഹചര്യങ്ങളിൽ വജ്രം മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു.
• ഗ്രാഫൈറ്റിലെ കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ sp² ഹൈബ്രിഡൈസേഷനിലാണ് (Hybridization) നിലനിൽക്കുന്നത്. ഇവ ഷീറ്റുകൾ പോലെയുള്ള ലെയറുകളായാണ് (Hexagonal layers) ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്.
• വാൻ ഡെർ വാൾസ് ബലത്തിലൂടെയാണ് (Van der Waals forces) ഈ ലെയറുകൾ തമ്മിൽ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്. വജ്രം sp³ ഹൈബ്രിഡൈസേഷനിലാണ് ഉള്ളത്, ഇത് വളരെ ദൃഢമായ ത്രീ-ഡി (3D) ഘടന നൽകുന്നു.
• ഗ്രാഫൈറ്റ് വൈദ്യുതചാലകമാണ് (Conductor of electricity), എന്നാൽ വജ്രം ഒരു ഇൻസുലേറ്ററാണ്. ഗ്രാഫൈറ്റിലെ സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകളാണ് ഇതിന് കാരണം.