Графит и Алмаз

Графит и Алмаз из углерода

Графит и АлмазГрафит и Алмаз - это два наиболее интересных минерала. Они химически идентичны - оба состоят из углерода (С), но физически они очень разные.      Минералы которые имеют тот же химический состав, но различные кристаллические структуры - называются полиморфы.

Когда вы смотрите на графит и Алмаз, трудно представить себе, что они химически идентичны, ибо они настолько разные физически. Графит непрозрачен и имеет чёрный металлический вид, в то время как Алмазы прозрачные и блестящие.

Шкала МоосаДругим важным физическим отличием является их твердость. Сравнение твердости минералов с использованием относительной шкалы Мооса, пронумерованной от 1 (самый мягкий) до 10 (твёрдый).

Графит очень мягкий и имеет твердость между 1 - 2 на этой шкале. Алмаз является наиболее известным природным веществом и имеет твердость 10. Никакое другое натуральное вещество больше не имеет такую твердость. Кристаллическая структура графита позволяет использовать его как смазку и как грифель для карандаша.

Алмаз, благодаря своим физическим свойствам и кристаллической структуре, которыми мы дорожим и используем в промышленных целях и в ювелирном деле, не только радует глаз, но и сильно облегчает нам жизнь (различные инструменты).

Причина различий в твердости и других физических свойств этих двух минералов состоящих из одного и того же вещества, можно объяснить с помощью молекулярной модели ниже.

Алмаз и графитВ графите, атомы углерода скрепляются в виде листов.  В пределах каждого листа, каждый атом углерода связан с тремя соседними атомами углерода, которые лежат в вершинах равносторонних треугольников, что позволяет получить гексагональные кольца из атомов углерода. Каждый атом углерода имеет четыре валентных электрона, которые могут принимать участие в образовании химических связей. Три из этих электронов используются в формировании прочных ковалентных связей с соседними атомами в лист. Ковалентные связи типа химической связи, в которой электроны распределяются между атомами. Четвертый электрон свободно бродит по поверхности листа, поэтому Графит электрический проводник.

Расстояние между листов атомов углерода больше, чем диаметр отдельных атомов. Слабые связи между атомами, называются Ван-дер-Ваальсовы силы, которые удерживают листы вместе. Так как эти силы слабы, листы могут легко скользить относительно друг друга. Раздвижение этих листов придает мягкость Графита.

В Алмазе каждый атом углерода, прочно связан с четырьмя другими соседними атомами углерода, расположенными на концах  в тетраэдр (трехгранную пирамиду). Все из четырёх валентных электронов каждого атома углерода, участвуют в образовании очень сильных ковалентных связей.

Эти связки имеют одинаковую прочность во всех направлениях, что дает Алмазу большую твердость. И нет никаких свободных электронов, которые могли бы бродить по структуре. Алмазы являются отличными изоляторами.

 

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в Одноклассники

Сварганька рекомендует прочитать ещё

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *