Графит и алмаз

Графит и алмаз — это одно вещество, но находящееся в разных состояниях. Оба они являются аллотропными формами углерода, однако сильно различаются между собой. Графит мягкое, легко расстающееся при механическом воздействии со своими кристаллами вещество, алмаз — исключительно твердый и прозрачный минерал.

Твердость алмаза объясняется тем, что в его кристаллической решётке каждый атом очень связан с четырьмя другими и равноудален от них. У графита же слоистая структура — атомы располагаются слоями и значительно удалены друг от друга. Следовательно, ковалентная связь между атомами довольно слаба. При нажатии графит оставляет видимый след на поверхности бумаги, вот почему его широко используют для производства канцтоваров.

И все же графит и алмаз состоят из углерода. Если сжечь оба вещества, и прозрачный  алмаз, и непрозрачный графит превратятся в оксид углерода. А нельзя ли поэкспериментировать с модификациями углерода с целью обратного превращения? Легко. Алмаз можно превратить в графит, а графит – в алмаз. Достаточно нагреть алмаз при отсутствии кислорода до температуры 1000 °С, и получится графит. Если же графит греть 1600°С под давлением 104 МПа, то получается алмаз. По этой методике и производят искусственные алмазы.

Углерод (С) — это химический элемент IV группы системы Д.И.Менделеева, который может представать перед нами в различном виде. Можно сказать, что этот минерал уникален: будучи биогенного, небиогенного или метеоритного происхождения углерод легко соединяется с другими элементами, причем разными методами.

Очень трудно ассоциировать вместе алмаз и углерод — сажа и копоть весьма далеки от сходства с прозрачным сверкающим алмазом. И все же их состав един, и алмаз легко сгорает. Атомные связи в алмазе очень прочны, вот почему требуется высокая температура, чтобы разрушить их.

Свойства алмаза и графита

Плотность алмаза — 3,1515 гр/см. Это удивительно твердый минерал, но в то же время имеющей совершенную спайность и низкий уровень прочности на изгиб и сжатие. Вот почему алмаз очень хрупок и легко дробится на мелкие фракции при том, что на истирание очень очень жесток.

Графит — это практически черное вещество, также являющееся углеродом по составу, однако очень мягкое и легко расстающееся со своими частицами при малейшем нажатии. В отличие от алмаза графит имеет слоистую структуру, а связи между атомами достаточно слабы. Кристаллы представляют собой тонкие пластинки.

Минерал имеет низкую твердость, но в то же время высокую температуру плавления — более 3000 градусов. Его огнеупорность, хорошая электропроводимость, устойчивость к кислотам, низкое значение трения обеспечили ему особое место в системе химических элементов.

У графита встречаются агрегатные формы, то есть вещества с примесями (силикатными, кварцевыми, пиритовыми). Естественно, что свойства таких графитовых материалов будут различны.

Среди алмазных образований встречаются баллас (сферолитовые), карбонадо (скрытокристаллические) и борт (яснозернистые).

Запись опубликована в рубрике Uncategorized. Добавьте в закладки постоянную ссылку.