Говоря абстрактно, можно выделить 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 технический углерод.
Алмаз против графита
Разница между алмазом и графитом заключается в том, что алмаз имеет кристаллическую решетку, в которой атомы углерода расположены в трехмерной симметрии внутри кристалла. Между тем, графит имеет слоистую структуру, в которой кольца из шести атомов углерода расположены на разнесенном горизонтальном листе. К тому же алмаз - твердое вещество, а графит - мягкое.
Алмаз - это твердая кристаллическая форма элемента углерода в природе. В структуре алмаза четыре атома углерода ковалентно связаны друг с другом, что делает ее довольно большой. Из-за ковалентной связи требуется много энергии для разделения атомов друг от друга. По этой причине алмаз широко известен как один из самых твердых материалов в природе.
Между тем графит - это аллотроп со слоистой структурой из чистого углерода. В основном это серый кристаллический минерал, встречающийся в некоторых породах. Между каждым атомом углерода в графите образуется сигма-связь. Так как графит связан таким образом, он мягкий и легко ломается.
Таблица сравнения алмаза и графита
| Параметры сравнения | Алмаз | Графитовый |
| Определение | По своей природе алмаз представляет собой твердую, бесцветную и прозрачную кристаллическую форму углерода. | Графит - это аллотроп чистого углерода, который в основном находится между породами. В природе считается минералом. |
| Состав | Структура алмаза - кристаллическая решетка. 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 сигма-связями. | Здесь, в графите, каждый атом связан посредством sp2-гибридизации, и сигма-связь играет основную роль, связывая атомы вместе. В то время как неспаренный атом образует пи-связь. |
| Геометрическая структура | Благодаря четырем связанным углеродным электронам алмаз имеет тетраэдрическую структуру. | Из-за трех связанных углеродных электронов графит имеет плоскую геометрическую структуру. |
| Использует | Используется как материал в ювелирном деле и сверлении. | Используется в качестве сухих ячеек, электрической дуги, смазки и грифелей для карандашей. |
Что такое алмаз?
Алмаз, самый твердый элемент, существующий в природе, 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 бриллианты являются одним из самых твердых природных материалов, инстинктивно повышает их репутацию.
Самые ранние из когда-либо обнаруженных алмазов были в Индии в четвертом веке. И вскоре после этого большинство этих драгоценных камней было экспортировано в различные страны, что привело к прочным связям между Индией и другими странами.
Между тем, связь между четырьмя атомами углерода является sp3-гибридизацией. Поскольку у алмазов четыре электрона, связанных вместе с одним атомом, они имеют тетраэдрическую структуру. Алмаз - это кристаллическая решетка, состоящая из симметрично расположенных атомов углерода в трехмерной структуре.
Кроме того, алмаз обладает впечатляющим сочетанием физических, химических и механических характеристик, включая твердость, низкий коэффициент трения, теплопроводность, электрическое сопротивление, низкий коэффициент теплового расширения и прочность, материал также должен быть химически стойким, биосовместимым и отражают ультрафиолет и инфракрасный свет.
Благодаря своей прочности и блеску бриллианты широко используются в ювелирных изделиях. Кроме того, из-за своей твердости они также используются для резки, шлифования или сверления других материалов.
Что такое графит?
Между тем графит - это аллотроп со слоистой структурой из чистого углерода. Он в основном встречается в виде серого кристаллического минерала, встречающегося в некоторых породах. Сигма-связь связывает три атома углерода друг с другом в графите. Поскольку графит связан таким образом, он мягкий и легко ломается. Проще говоря, из-за сил Ван-дер-Ваальса ковалентные связи легко разрушаются, что в конечном итоге делает графит мягким материалом.
Графит состоит из четырех атомов углерода, которые имеют sp2-гибридизацию, каждый из которых связан с тремя другими посредством сигма-связей. Между тем 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, в результате чего был обнаружен графит.
Более того, плоская геометрическая структура графита является результатом трех связанных углеродных электронов. Свойства графита включают высокую температуру плавления, ощущение мягкости и скользкости, нерастворимость в воде и других органических веществах, блестящее, непрозрачное, черное вещество.
Кроме того, графит используется в карандашах и смазках, а из-за своей высокой проводимости он также используется в электронных продуктах, таких как электроды, батареи и солнечные панели.
Основные различия между алмазом и графитом
Вывод
В целом и графиты, и алмазы - известные аллотропы элемента углерода; где алмазы представляют собой твердые вещества природного происхождения, которые являются прозрачными и широко используются при изготовлении ювелирных изделий и огранке, шлифовании или сверлении других менее твердых веществ. Между тем, с другой стороны, графиты - это природные минералы, которые в основном встречаются в горных породах, и в период их производства они непрозрачны и имеют черный цвет. Чаще всего графит используется в грифелях карандашей и электрических элементах из-за их мягкости и высокой проводимости соответственно. От точки плавления до относительной плотности, твердости, низкого коэффициента трения, теплопроводности, электрического сопротивления, низкого коэффициента теплового расширения и прочности - и графит, и алмаз специализируются по-своему.
