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La caratteristica essenziale di una matita è il suo cuore di grafite. La grafite è uno degli stati in cui si presenta il carbonio ovvero uno dei suoi stati allotropici, definizione ideata da Jons Jacob Berzelius per indicare le possibili forme in cui si possono presentare alcune sostanze.Essenzialmente quattro sono gli stati allotropici del carbonio
- carbone amorfo
- grafite
- diamante
- fullerene
L'ultimo allotropo però si presenta in diverse forme come nanotubi di carbonio, buckminsterfullerene, Londsdaleite e altri.
a. diamante, b. grafite, c. lonsdaleite, d.-f. fullereni,
g. carbone amorfo, h. nanotubi di carbonio
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Il nome grafite viene dal greco grapho che significa scrivere e lo si deve ad Abraham Gottlob Werner un geologo tedesco vissuto a cavallo tra metà del 1700 e inizio del 1800. E' un minerale che si forma ad una temperatura di 1200 °C ma a pressioni non eccessive, se si pensa che il diamante, invece, anche se si forma a una temperatura leggermente inferiore (tra i 900e i 1200 °C) richiede però pressioni dell'ordine di 50 mila atmosfere. La struttura fisica a strati o fogli della grafite, uniti tra loro da deboli legami di Wan der Waals, rendono conto della sua sfaldabilità e del suo baso indice di Mohs o durezza: mentre l'altro allotropo del carbonio, il diamante, è il secondo elemento più duro, la grafite è uno tra i più morbidi (scala di Mohs 1-1,5)
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La grafite si forma dalla trasformazione metamorfica ad alta temperatura di materiale organico carbonizzato o dalle rocce ignee che si formano dalla solidificazione e raffreddamento della lava. Non trova impiego solo nella fabbricazione di matite ma anche come lubrificante, nelle centrali nucleari come moderatore di neutroni o nell'indurimento dell'acciaio.Aspetto inquietante è che la grafite rappresenta lo stato più stabile del carbonio mentre il diamante, all'opposto, è lo stato più instabile, per cui, molto lentamente, ma inesorabilmente, i diamanti tendono a trasformarsi in grafite.
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La figura, tratta da geologia.com, mostra come il diamante è più stabile ad elevate pressioni.Fonti:geologia.comica.nethttp://it.wikipedia.org/wiki/Fase_(chimica)http://it.wikipedia.org/wiki/Grafitehttp://webmineral.com/data/Graphite.shtmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Graphitehttp://www.hidden-heroes.net/http://en.wikipedia.org/wiki/Nicolas-Jacques_Cont%C3%A9