Dans l'abstrait, il existe trois allotropes de carbone pur : le diamant, le graphite et les fullerènes. En conséquence, le graphite et le diamant sont les deux formes cristallines les plus importantes du carbone.
De plus, les propriétés chimiques des deux composés sont les mêmes et il s'agit de suie ou de noir de carbone.
Faits marquants
- Le diamant est la substance connue la plus dure sur terre, avec une échelle de dureté Mohs de 10.
- Le graphite est un bon conducteur d'électricité et est largement utilisé dans les batteries, les lubrifiants et les électrodes.
- La structure moléculaire d'un diamant est tétraédrique, alors que celle du graphite est en couches et plane.
Diamant contre graphite
La différence entre le diamant et le graphite est que le diamant a un réseau cristallin, où les atomes de carbone sont disposés dans une symétrie tridimensionnelle à l'intérieur du cristal. Pendant ce temps, le graphite a une structure en couches, où des anneaux de six atomes de carbone sont disposés dans une feuille horizontale espacée. De plus, le diamant est une substance dure, tandis que le graphite est doux.
Le diamant est une forme cristalline solide de l'élément carbone dans la nature. Quatre atomes de carbone sont liés de manière covalente dans la structure du diamant, ce qui la rend assez grande.
En raison de la liaison covalente, beaucoup d'énergie est nécessaire pour séparer les atomes les uns des autres. Et pour cette raison, le diamant est largement connu comme l'un des matériaux les plus durs de la nature.
Pendant ce temps, le graphite est un allotrope structuré en couches de carbone pur. On le trouve principalement sous forme de minéral cristallin gris présent dans certaines roches.
Une liaison sigma se forme entre chaque carbone atome en graphite. Étant donné que le graphite est lié de cette manière, il est doux et facile à casser.
Tableau de comparaison
| Paramètres de comparaison | Diamant | Graphite |
|---|---|---|
| Définition | Dans la nature, un diamant est une forme cristalline solide, incolore et claire de carbone. | Le graphite est un allotrope de carbone pur qui se trouve principalement entre les roches. Il est considéré comme des minéraux dans la nature. |
| Structure | La structure du diamant est un réseau cristallin. C'est un cristal tridimensionnel dans lequel les atomes de carbone sont disposés en symétrie. | La structure du graphite est en couches, où les atomes de carbone sont liés les uns aux autres par des liaisons sigma. |
| Hybridation | Il y a un total de quatre atomes de carbone dans un diamant qui sont hybrides sp3 et tous sont liés ensemble via des liaisons sigma. | Ici, dans le graphite, chaque atome est lié par hybridation sp2 et une liaison sigma joue le rôle principal en liant les atomes entre eux. Alors que l'atome non apparié forme une liaison pi. |
| Structure géométrique | En raison des quatre électrons de carbone liés, le diamant a une structure tétraédrique. | En raison de trois électrons de carbone liés, le graphite a une structure géométrique plane. |
| Les usages | Utilisé comme matériau dans la fabrication de bijoux et le forage. | Utilisé comme piles sèches, arc électrique, lubrifiant et mines de crayon. |
Qu'est-ce que le diamant ?
Le diamant, un élément naturel le plus dur, est un allotrope de l'élément carbone. Quatre atomes de carbone sont liés de manière covalente à un atome par des liaisons sigma, ce qui en fait une substance très complexe.
Dans les diamants, séparer les atomes les uns des autres est extrêmement difficile à cause de la liaison covalente. Ainsi, le fait que les diamants soient l'un des matériaux naturels les plus durs ajoute instinctivement à leur réputation.
Les premiers diamants jamais découverts se trouvaient en Inde au IVe siècle. Et peu de temps après, la majorité de ces pierres précieuses ont été exportées vers divers pays, ce qui a créé un lien important entre l'Inde et d'autres nations.
Pendant ce temps, la liaison entre les quatre carbones est d'hybridation sp3. Comme les diamants ont quatre électrons liés ensemble à un atome, ils ont une structure tétraédrique.
Un diamant est un réseau cristallin composé d'atomes de carbone disposés en symétrie dans une structure tridimensionnelle.
De plus, le diamant a une impressionnante fusion de caractéristiques physiques, chimiques et mécaniques, notamment la dureté, le faible coefficient de frottement, la conductivité thermique, la résistance électrique, le faible coefficient de dilatation thermique et la résistance, le matériau doit également être chimiquement résistant, biocompatible et réfléchir les ultraviolets et les infrarouges.
En raison de leur durabilité et de leur éclat, les diamants sont largement utilisés en joaillerie. En plus de cela, en raison de leur dureté, ils sont également utilisés pour couper, meuler ou percer d'autres matériaux.
Qu'est-ce que le graphite ?
Pendant ce temps, le graphite est un allotrope structuré en couches de carbone pur. On le trouve principalement sous forme de minéral cristallin gris dans certaines roches. Une liaison sigma lie trois atomes de carbone entre eux dans le graphite.
Parce que le graphite est lié de cette façon, il est mou et se brise facilement.
Pour le dire en termes simples, en raison de de der Waals, les liaisons covalentes sont faciles à rompre, faisant finalement du graphite un matériau mou.
Le graphite est constitué de quatre atomes de carbone qui sont d'hybridation sp2, dont chacun est lié à trois des autres via des liaisons sigma. Pendant ce temps, l'atome impair forme un liaison pi.
L'histoire du graphite remonte à Cumbria dans le nord de l'Angleterre au début du XVIe siècle. Cependant, au départ, il a été confondu avec du charbon, cependant, lorsqu'il a été chauffé, il n'a pas brûlé, ce qui a finalement abouti à la découverte de graphite.
De plus, la structure géométrique plane du graphite résulte de trois électrons de carbone liés.
Les propriétés du graphite comprennent un point de fusion élevé, une sensation douce, glissante et grasse, une insolubilité dans l'eau et d'autres substances organiques, et une substance noire brillante et opaque.
En outre, le graphite est utilisé dans les crayons et les lubrifiants et, en raison de sa conductivité élevée, il est également utilisé dans les produits électroniques tels que les électrodes, les batteries et les panneaux solaires.
Principales différences entre le diamant et le graphite
- Le diamant est l'élément naturel le plus dur, alors que d'autre part, le graphite est également un minéral naturel mais ne devient un graphite économique que par la fabrication.
- Le diamant est la substance la plus dure, tandis que le graphite est un matériau doux et gras au toucher.
- L'hybridation des atomes de carbone dans le diamant est sp3, tandis que, dans le graphite, l'hybridation des atomes de carbone est sp2.
- Le diamant est une substance transparente et incolore, tandis que le graphite est opaque et de couleur noire.
- La densité relative et l'indice de réfraction du diamant sont supérieurs à la densité relative et à l'indice de réfraction du graphite.
- Le diamant agit comme un bon isolant de la chaleur et de l'électricité, tandis que le graphite a une bonne conductivité pour la chaleur et l'électricité.
- Le diamant a quatre liaisons covalentes autour d'un atome de carbone, tandis que, dans le cas du graphite, il a trois liaisons covalentes autour d'un atome de carbone.
- https://www.nature.com/articles/176051a0
- https://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=RN:13661340
Dernière mise à jour : 11 juin 2023
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Piyush Yadav a passé les 25 dernières années à travailler comme physicien dans la communauté locale. C'est un physicien passionné par l'idée de rendre la science plus accessible à nos lecteurs. Il est titulaire d'un baccalauréat en sciences naturelles et d'un diplôme d'études supérieures en sciences de l'environnement. Vous pouvez en savoir plus sur lui sur son page bio.
De cet article, je peux déduire les nettes disparités entre les propriétés du diamant et du graphite. C'est assez fascinant.
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La comparaison détaillée fournie ici a permis une compréhension approfondie de ces allotropes de carbone. Une grande source de connaissances.
Les arguments présentés ne parviennent pas à apprécier les implications économiques de la production de graphite. L’accent semble être largement mis sur l’échelle microscopique.