الماس مقابل الجرافيت: الفرق والمقارنة

في الملخص ، هناك ثلاثة تآصلات من الكربون النقي: الماس ، والجرافيت ، والفوليرين. نتيجة لذلك ، يعد الجرافيت والماس أهم شكلين بلوريين من الكربون.

علاوة على ذلك ، فإن الخصائص الكيميائية لكلا المركبين هي نفسها ، وهي السخام أو أسود الكربون في المظهر. 

الوجبات السريعة الرئيسية

1. الماس هو أقسى مادة معروفة على وجه الأرض ، بمقياس موس للصلابة يبلغ 10.
2. الجرافيت موصل جيد للكهرباء ويستخدم على نطاق واسع في البطاريات ومواد التشحيم والأقطاب الكهربائية.
3. التركيب الجزيئي للماس هو رباعي السطوح ، بينما يتكون الجرافيت من طبقات ومستوية.

الماس مقابل الجرافيت

الفرق بين الماس والجرافيت هو أن الماس يحتوي على شبكة بلورية ، حيث يتم ترتيب ذرات الكربون في تناظر ثلاثي الأبعاد داخل البلورة. وفي الوقت نفسه ، يحتوي الجرافيت على بنية ذات طبقات ، حيث يتم ترتيب حلقات من ست ذرات كربون في ورقة أفقية متباعدة. بالإضافة إلى ذلك ، الماس مادة صلبة ، بينما الجرافيت ناعم.

الماس هو شكل بلوري صلب لعنصر الكربون في الطبيعة. أربع ذرات كربون مرتبطة تساهميًا داخل هيكل الماس ، مما يجعلها كبيرة جدًا.

بسبب الترابط التساهمي ، هناك حاجة إلى الكثير من الطاقة لفصل الذرات عن بعضها البعض. ولهذا السبب ، يُعرف الماس على نطاق واسع بأنه أحد أقسى المواد في الطبيعة. 

وفي الوقت نفسه ، الجرافيت عبارة عن تآصل مبني على طبقة من الكربون النقي. يوجد في الغالب كمعدن بلوري رمادي يوجد في بعض الصخور.

تتشكل رابطة سيجما بين كل كربون ذرة في الجرافيت. نظرًا لأن الجرافيت مرتبط بهذه الطريقة ، فهو ناعم وسهل الكسر. 

جدول المقارنة

معلمات المقارنة	داياموند	الجرافيت
تعريف	الماس في الطبيعة هو شكل بلوري صلب وعديم اللون وواضح من الكربون.	الجرافيت هو تآصل من الكربون النقي يوجد في الغالب بين الصخور. تعتبر معادن في الطبيعة.
الهيكلية	هيكل الماس هو شعرية بلورية. إنها بلورة ثلاثية الأبعاد يتم فيها ترتيب ذرات الكربون في تناسق.	يتكون الجرافيت من طبقات ، حيث ترتبط ذرات الكربون ببعضها البعض بواسطة روابط سيجما.
تهجين	يوجد ما مجموعه أربع ذرات كربون في الماس يتم تهجينها sp3 وكلها مرتبطة ببعضها البعض عبر روابط سيجما.	هنا ، في الجرافيت ، يتم ربط كل ذرة عن طريق تهجين sp2 وتلعب رابطة سيجما الدور الرئيسي من خلال ربط الذرات معًا. بينما تشكل الذرة غير المزاوجة رابطة pi.
هيكل هندسي	بسبب إلكترونات الكربون الأربعة المترابطة ، فإن الماس له هيكل رباعي السطوح.	نظرًا لثلاثة إلكترونات كربون مرتبطة ، فإن الجرافيت له بنية هندسية مستوية.
استخدام	تستخدم كمادة في صناعة المجوهرات والحفر.	تستخدم كخلايا جافة ، قوس كهربائي ، مواد تشحيم ، وأسلاك رصاص.

ما هو الماس؟

الماس ، وهو أصعب عنصر موجود بشكل طبيعي ، هو تآصل لعنصر الكربون. أربع ذرات كربون مرتبطة تساهميًا بذرة واحدة من خلال روابط سيجما ، مما يجعلها مادة معقدة للغاية.

في الماس ، يكون فصل الذرات عن بعضها أمرًا صعبًا للغاية بسبب الترابط التساهمي. لذا ، فإن حقيقة أن الماس هو أحد أصعب المواد الطبيعية تضيف إلى سمعتها بشكل غريزي.

كان أول ما تم اكتشافه من الماس في الهند في القرن الرابع. وبعد فترة وجيزة ، تم تصدير غالبية هذه الأحجار الكريمة إلى بلدان مختلفة مما أدى إلى رابطة كبيرة بين الهند ودول أخرى.

وفي الوقت نفسه ، فإن الرابطة بين الكربونات الأربعة عبارة عن تهجين sp3. نظرًا لأن الماس يحتوي على أربعة إلكترونات مرتبطة معًا بذرة واحدة ، فإن لديهم هيكل رباعي السطوح.

الماس عبارة عن شبكة بلورية مكونة من ذرات كربون متماثلة مرتبة في هيكل ثلاثي الأبعاد. 

علاوة على ذلك ، الماس له تأثير مثير للإعجاب دمج الخصائص الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية ، وتشمل الصلابة ، وانخفاض معامل الاحتكاك ، والتوصيل الحراري ، والمقاومة الكهربائية ، ومعامل التمدد الحراري المنخفض ، والقوة ، كما يجب أن تكون المادة مقاومة كيميائيًا ، ومتوافقة حيويًا ، وتعكس الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.

يستخدم الماس على نطاق واسع في المجوهرات بسبب متانته وبريقه. بالإضافة إلى ذلك ، وبسبب صلابتها ، فإنها تستخدم أيضًا لقطع أو طحن أو حفر مواد أخرى. 

ما هو الجرافيت؟

وفي الوقت نفسه ، الجرافيت عبارة عن تآصل مبني على طبقة من الكربون النقي. يوجد بشكل أساسي كمعدن بلوري رمادي في بعض الصخور. تربط رابطة سيجما ثلاث ذرات كربون ببعضها البعض في الجرافيت.

لأن الجرافيت مرتبط بهذه الطريقة ، فهو ناعم وسهل الكسر.

لوضعها في كلمات بسيطة ، بسبب عربة قوى der Waals ، من السهل كسر الروابط التساهمية ، مما يجعل الجرافيت في النهاية مادة ناعمة. 

يتكون الجرافيت من أربع ذرات كربون ذات تهجين sp2 ، كل منها مرتبطة بثلاث ذرات أخرى عبر روابط سيجما. وفي الوقت نفسه ، تشكل الذرة الفردية أ باي السندات.

يعود تاريخ الجرافيت إلى كمبريا في شمال إنجلترا في بداية القرن السادس عشر. ومع ذلك ، في البداية ، تم الخلط بينه وبين الفحم ، ومع ذلك ، عندما تم تسخينه ، لم يحترق ، مما أدى في النهاية إلى اكتشاف الجرافيت.

علاوة على ذلك ، ينتج الهيكل الهندسي المستوي للجرافيت من ثلاثة إلكترونات كربون مرتبطة.

تتضمن خصائص الجرافيت نقطة انصهار عالية ، ملمس ناعم ، زلق ، دهني ، عدم الذوبان في الماء والمواد العضوية الأخرى ، مادة سوداء لامعة ، معتم ، سوداء. 

إلى جانب ذلك ، يستخدم الجرافيت في أقلام الرصاص ومواد التشحيم ، وبسبب الموصلية العالية ، فإنه يستخدم أيضًا في المنتجات الإلكترونية مثل الأقطاب الكهربائية والبطاريات والألواح الشمسية.

الاختلافات الرئيسية بين الماس والجرافيت

1. الماس هو العنصر الأصعب الذي يحدث بشكل طبيعي ، بينما من ناحية أخرى ، الجرافيت هو أيضًا معدن يحدث بشكل طبيعي ولكنه يصبح الجرافيت الاقتصادي فقط من خلال التصنيع. 
2. الماس هو أقسى مادة ، في حين أن الجرافيت ناعم ودهني عند لمس المواد. 
3. تهجين ذرات الكربون في الماس هو sp3 ، بينما في الجرافيت تهجين ذرات الكربون هو sp2. 
4. الماس مادة شفافة وعديمة اللون ، بينما الجرافيت معتم ولون أسود. 
5. الكثافة النسبية ومعامل الانكسار للماس أعلى من الكثافة النسبية ومعامل الانكسار للجرافيت.  
6. يعمل الماس كعازل جيد للحرارة والكهرباء ، في حين أن الجرافيت له موصلية جيدة للحرارة والكهرباء. 
7. يحتوي الماس على أربعة روابط تساهمية حول ذرة كربون واحدة ، بينما في حالة الجرافيت ، يحتوي على ثلاث روابط تساهمية حول ذرة كربون واحدة. 

مراجع حسابات

1. https://www.nature.com/articles/176051a0
2. https://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=RN:13661340

آخر تحديث: 11 يونيو 2023