Dijamant i grafit zaista su derivati iste tvari. Bez stručnosti, a da unaprijed ne znate odgovor, teško je uopće zamisliti da tvari imaju zajedničko podrijetlo.
Ali u stvari je sve istina: krhki, lako piling, raspada se pod malim pritiskom u srebrne pahuljice grafita i tvrdi transparentni dijamant - ugljik. Odakle je nastala razlika među njima, zašto izgledaju drugačije, imaju potpuno različita svojstva? Znanstvenici su dugo odgovorili na ovo pitanje.
Razlika između dijamanta i grafita
Obje su tvari ugljik, ali njihova je kristalna rešetka različita. Ugljikov atom ima četiri valentna elektrona, stoga može stvoriti do četiri spoja s drugim atomima takve vrste. Tijekom stvaranja dijamanta nastaju četiri veze velike čvrstoće, ali ova opcija nije jedina moguća. Grafit nastaje kada se stvore tri jake veze, a četvrta je slaba. U ovom slučaju, tri jaka tvore sloj, a slabi se nalaze između slojeva, koji osiguravaju njihovo slabo spajanje. Stoga slojevi grafita lako propadaju, što je tvar učinilo idealnom za stvaranje olova olovaka.
Zanimljiva činjenica: kada osoba piše olovkom, trag na papiru ostaje zbog grafita koji propada na vagi.
Grafit je neproziran jer njegovi slobodni elektroni apsorbiraju svjetlost bez obzira na njegovu frekvenciju. Međutim, dijamanti se razlikuju po tome što je apsorpcija svjetlosti prisutna samo na frekvencijama pobude veza između atoma. Kako jedan dio frekvencijskog spektra uopće nije vidljiv ljudskom oku, dijamanti izgledaju prozirno. Čvrsta fiksacija atoma čini ga najjačim materijalom, pruža dielektrična svojstva, tvoreći prirodni izolator. Suprotno tome, grafit je provodnik. Međutim, pokazatelji vodljivosti su niski.
Što može biti grafit i dijamant?
Izgled grafita u bilo kojem obliku ostaje gotovo isti. Siva je, može biti gotovo crna, ima metalni sjaj. Međutim, to se ne može pripisati metalima, ne može biti ugljik. Pod pritiskom se grafit uvijek raspada s ljuskama, a njegova krutost može varirati. Međutim, u svakom slučaju, to se ne može usporediti s dijamantom.
Uzimajući u obzir dijamant, tj. Fasetni dijamant, može se primijetiti prozirnost - iako su neki kamenčići još uvijek nejasni, ali mogu imati i različite nijanse. Ali dijamantni prah uvijek će biti bijeli, dok od grafita ostaje crna ili siva. Unatoč obilju prirodnih varijacija, ova dva oblika ugljika uvijek su vrlo različita, nemoguće ih je miješati.
Može li se grafit pretvoriti u dijamant?
Različite kristalne rešetke nastaju zbog činjenice da se obje tvari pojavljuju u različitim uvjetima.Za stvaranje jačih veza potrebni su ekstremni uvjeti, povećani tlak i temperature. Praksa je pokazala da je stvaranjem onih za grafit stvarno moguće pretvoriti ih u dijamant. Već su prvi eksperimenti omogućili dobivanje sitnih čestica, koje su bile takve. Uz to, dijamantske mikročestice više puta su pronađene u meteoritima koji su pali na površinu planeta - vjerojatno su nastali upravo zbog utjecaja moćnih destruktivnih čimbenika.
Međutim, čovječanstvo umjetnim metodama još ne može oblikovati velike dijamante. Oni se formiraju samo po prirodi, u posebnim kimberlitnim cijevima koje idu duboko ispod površine zemljine kore. Još uvijek se vodi puno rasprava o tome odakle potiču ove cijevi, kako planet oblikuje drago kamenje s posebnim svojstvima. Možda govorimo o najmoćnijim električnim pražnjenjima koja prolaze između zemljine kore i plašta - postoji takva hipoteza. Uostalom, planet zaista neprekidno stvara najsnažnije tektonske energije, koje se pojavljuju i u obliku električne energije.
Ali u svakom slučaju, dijamant i grafit izgledaju drugačije, imaju različita svojstva upravo zbog razlike između njihovih kristalnih rešetki.