A gyémánt és a grafit valóban ugyanazon anyag származékai. Szakemberek nélkül, a válasz előre nem tudása nélkül nehéz elképzelni, hogy az anyagok közös származásúak.
De valójában minden igaz: törékeny, könnyen hámlasztható, enyhe nyomás alatt bomlik grafit ezüst pelyhekké és kemény átlátszó gyémánt-szénré. Honnan származik a különbség közöttük, miért néznek ki másképp, teljesen különböző tulajdonságokkal rendelkeznek? A tudósok régóta válaszoltak erre a kérdésre.
A különbség a gyémánt és a grafit között
Mindkét anyag szénatom, de kristályrácsa eltérő. A szénatomnak négy vegyérték-elektronja van, tehát akár négy vegyületet is létrehozhat más típusú atomjaival. A gyémánt kialakulása során négy nagy szilárdságú kötés keletkezik, de ez a lehetőség nem az egyetlen lehetséges. A grafit akkor képződik, amikor három erős kötés jön létre, a negyedik pedig gyenge. Ebben az esetben három erős réteget képez, és a gyenge a rétegek között van, biztosítva gyenge kötésüket. Ezért a grafitrétegek könnyen lebomlanak, ami ideálisvá tette az anyagot ceruzavezeték létrehozásához.
Érdekes tény: amikor egy ember ceruzával ír, akkor a papíron marad a nyom, mert a grafit lebomlik a mérlegen.
A grafit átlátszatlan, mivel szabad elektronjai frekvenciájától függetlenül elnyelik a fényt. A gyémántok azonban abban különböznek abban, hogy a fényelnyelés csak az atomok közötti kötések gerjesztési gyakoriságánál van jelen. Mivel az ilyen frekvencia-spektrum egy része az emberi szem számára nem látható, a gyémánt átlátszónak tűnik. Az atomok szoros rögzítése révén a legerősebb anyag, dielektromos tulajdonságokkal rendelkezik, és természetes szigetelő anyagot képeznek. Ezzel szemben a grafit egy vezető. A vezetőképességi mutatók azonban alacsonyak.
Mi lehet grafit és gyémánt?
A grafit bármilyen formában megjelenik majdnem ugyanaz. Szürke, szinte fekete, fémes fényű. Nem tulajdonítható azonban a fémeknek, a szénnek sem. Nyomás alatt a grafit a skálákkal mindig felbomlik, és merevsége változhat. Mindenesetre, ez nem hasonlítható össze a gyémánttal.
A gyémánt, azaz a sokoldalú gyémánt szempontjából megfigyelhető az átlátszóság - bár egyes kövek még mindig nem ismertek, de eltérő árnyalatúak is lehetnek. De A gyémántpor mindig fehér lesz, míg a grafitból fekete vagy szürke marad. A természetes variációk sokasága ellenére a szén e két formája mindig nagyon különbözik, lehetetlen összekeverni őket.
A grafit átalakítható gyémánttá?
Különböző kristályrácsok alakulnak ki annak a ténynek köszönhetően, hogy mindkét anyag különböző körülmények között jelenik meg.Erõsebb kötések kialakításához szélsõséges körülményekre, megnövekedett nyomásra és hõmérsékletre van szükség. A gyakorlat azt mutatta, hogy a grafithoz való létrehozásával valóban lehetséges gyémántmá alakítani. Az első kísérletek már lehetővé tették olyan apró részecskék előállítását, amelyek ilyenek voltak. Ezenkívül a gyémánt mikrorészecskéket ismételten megtalálták a meteoritokban, amelyek a bolygó felületére estek - valószínűleg csak a nagy pusztító tényezők hatására képződtek.
Az emberiség azonban mesterséges módszerekkel még nem tud nagy gyémántot előállítani. Csak természet által alkotnak, speciális kimberlite csövekben, amelyek mélyen a földkéreg felszíne alá vezetnek. Még mindig sok vita folyik arról, hogy honnan származnak ezek a csövek, hogy a bolygó miként képezi a különleges tulajdonságokkal rendelkező drágaköveket. Talán a legalacsonyabb elektromos kisülésekről beszélünk, amelyek a földkéreg és a köpeny között haladnak át - létezik ilyen hipotézis. Végül is, a bolygó valóban folyamatosan generálja a legerősebb tektonikus energiákat, amelyek villamos energia formájában is megjelennek.
De a gyémánt és a grafit mindenképpen különbözik egymástól, eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek, pontosan a kristályrácsok közötti különbség miatt.