В аннотации выделяют три аллотропа чистого углерода: алмаз, графит и фуллерены. В результате графит и алмаз являются двумя наиболее важными кристаллическими формами углерода.
Кроме того, химические свойства обоих соединений одинаковы, и по внешнему виду это сажа или сажа.
Основные выводы
- Алмаз — самое твердое известное вещество на Земле, его твердость по шкале Мооса равна 10.
- Графит является хорошим проводником электричества и широко используется в батареях, смазочных материалах и электродах.
- Молекулярная структура алмаза тетраэдрическая, тогда как структура графита слоистая и плоская.
Алмаз против графита
Разница между алмазом и графитом заключается в том, что алмаз имеет кристаллическую решетку, в которой атомы углерода расположены внутри кристалла с трехмерной симметрией. Между тем, графит имеет слоистую структуру, где кольца из шести атомов углерода расположены в разнесенном горизонтальном листе. Кроме того, алмаз — твердое вещество, а графит — мягкое.
Алмаз представляет собой твердую кристаллическую форму элемента углерода в природе. Четыре атома углерода ковалентно связаны в структуре алмаза, что делает его довольно большим.
Из-за ковалентной связи требуется много энергии, чтобы отделить атомы друг от друга. И по этой причине алмаз широко известен как один из самых твердых материалов в природе.
Между тем, графит представляет собой слоистую аллотропную форму чистого углерода. В основном встречается в виде серого кристаллического минерала, встречающегося в некоторых горных породах.
Между каждым атомом углерода образуется сигма-связь. атом в графите. Так как графит связан таким образом, он мягкий и легко ломается.
Сравнительная таблица
| Параметры сравнения | Diamond | Graphite |
|---|---|---|
| Определение | В природе алмаз представляет собой твердую, бесцветную и прозрачную кристаллическую форму углерода. | Графит — это аллотроп чистого углерода, который чаще всего встречается между горными породами. Он считается минералом в природе. |
| Структура | Структура алмаза представляет собой кристаллическую решетку. Это трехмерный кристалл, в котором атомы углерода расположены симметрично. | Структура графита слоистая, где атомы углерода связаны друг с другом сигма-связями. |
| Гибридизация | Всего в алмазе четыре атома углерода, которые гибридизованы sp3, и все они связаны друг с другом посредством сигма-связей. | Здесь в графите каждый атом связан sp2-гибридизацией, и основную роль играет сигма-связь, связывающая атомы вместе. В то время как неспаренный атом образует пи-связь. |
| Геометрическая структура | Из-за четырех связанных углеродных электронов алмаз имеет тетраэдрическую структуру. | Благодаря трем связанным углеродным электронам графит имеет планарную геометрическую структуру. |
| Пользы | Используется как материал для изготовления ювелирных изделий и сверления. | Используется в качестве сухих элементов, электрической дуги, смазки и карандашных грифелей. |
Что такое Алмаз?
Алмаз, природный самый твердый элемент, является аллотропом элемента углерода. Четыре атома углерода ковалентно связаны с одним атомом сигма-связями, что делает его очень сложным веществом.
В алмазах отделить атомы друг от друга чрезвычайно сложно из-за ковалентной связи. Таким образом, тот факт, что алмазы являются одним из самых твердых природных материалов, инстинктивно повышает их репутацию.
Самые ранние из когда-либо обнаруженных алмазов были обнаружены в Индии в четвертом веке. И вскоре после этого большинство этих драгоценных камней было экспортировано в разные страны, что привело к сильной связи между Индией и другими странами.
Между тем, связь между четырьмя атомами углерода представляет собой sp3-гибридизацию. Поскольку у алмазов четыре электрона связаны вместе с одним атомом, они имеют тетраэдрическую структуру.
Алмаз представляет собой кристаллическую решетку, состоящую из симметрично расположенных атомов углерода в трехмерной структуре.
Кроме того, алмаз обладает впечатляющим укрупнение Физических, химических и механических характеристик, к которым относятся твердость, низкий коэффициент трения, теплопроводность, электрическое сопротивление, низкий коэффициент теплового расширения и прочность, материал также должен быть химически стойким, биосовместимым, отражать ультрафиолетовое и инфракрасное излучение.
Из-за своей прочности и блеска бриллианты широко используются в ювелирных изделиях. Кроме того, из-за их твердости они также используются для резки, шлифовки или сверления других материалов.
Что такое графит?
Между тем, графит представляет собой слоистую аллотропную форму чистого углерода. Он в основном встречается в виде серого кристаллического минерала в некоторых горных породах. Сигма-связь связывает три атома углерода друг с другом в графите.
Поскольку графит связан таким образом, он мягкий и легко ломается.
Говоря простыми словами, из-за фургон дер-Ваальса ковалентные связи легко разрываются, что в конечном итоге делает графит мягким материалом.
Графит состоит из четырех атомов углерода, находящихся в состоянии sp2-гибридизации, каждый из которых связан с тремя другими посредством сигма-связей. При этом нечетный атом образует пи-связь.
История графита восходит к Камбрии на севере Англии в начале шестнадцатого века. Однако изначально его приняли за уголь, однако при нагревании он не сгорел, что в итоге привело к открытию графита.
Кроме того, плоская геометрическая структура графита является результатом трех связанных углеродных электронов.
Свойства графита включают высокую температуру плавления, мягкость, скользкость, ощущение жирности, нерастворимость в воде и других органических веществах, а также блестящее, непрозрачное, черное вещество.
Кроме того, графит используется в карандашах и смазочных материалах, а благодаря своей высокой проводимости он также используется в электронных продуктах, таких как электроды, батареи и солнечные панели.
Основные различия между алмазом и графитом
- Алмаз является самым твердым элементом, встречающимся в природе, тогда как, с другой стороны, графит также является природным минералом, но становится экономичным графитом только в результате производства.
- Алмаз — самое твердое вещество, а графит — мягкий и жирный на ощупь материал.
- Гибридизация атомов углерода в алмазе — sp3, а в графите — гибридизация атомов углерода sp2.
- Алмаз — прозрачное и бесцветное вещество, а графит непрозрачный и имеет черный цвет.
- Относительная плотность и показатель преломления алмаза выше, чем относительная плотность и показатель преломления графита.
- Алмаз действует как хороший изолятор тепла и электричества, тогда как графит обладает хорошей проводимостью тепла и электричества.
- Алмаз имеет четыре ковалентные связи вокруг одного атома углерода, а графит имеет три ковалентные связи вокруг одного атома углерода.
- https://www.nature.com/articles/176051a0
- https://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=RN:13661340
Последнее обновление: 11 июня 2023 г.
Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы предоставить вам ценность. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/родными. ДЕЛИТЬСЯ ♥️
Пиюш Ядав последние 25 лет работал физиком в местном сообществе. Он физик, увлеченный тем, чтобы сделать науку более доступной для наших читателей. Он имеет степень бакалавра естественных наук и диплом о высшем образовании в области наук об окружающей среде. Подробнее о нем можно прочитать на его био страница.
Из этой статьи я могу сделать вывод о явных различиях между свойствами алмазов и графита. Это довольно увлекательно.
Тон статьи, наполненный научным красноречием, заставляет читателя почувствовать себя интеллектуальным знатоком.
Эта статья, безусловно, привлекла внимание к атомным тонкостям графита и алмаза благодаря ее подробному описанию.
Это не что иное, как шквал сухих фактов и научного жаргона. Я ожидал более интересного контента.
Подробное сравнение, представленное здесь, дало обширное понимание этих аллотропов углерода. Отличный источник знаний.
Представленные аргументы не учитывают экономические последствия производства графита. Похоже, что основное внимание уделяется микроскопическому масштабу.