Γιατί τα διαμάντια και ο γραφίτης Οι δύο αλλοτροπικές μορφές άνθρακα εξελίσσουν διαφορετικές ποσότητες θερμότητας στην καύση;
Εδώ είναι μια κατανομή:
* Diamond: Το Diamond έχει μια πολύ ισχυρή, άκαμπτη, τρισδιάστατη δομή δικτύου με SP³ υβριδοποιημένα άτομα άνθρακα σχηματίζοντας ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς σε τετραεδρική διάταξη. Αυτή η δομή καθιστά το διαμάντι απίστευτα σκληρό και σταθερό, με ενέργεια υψηλού δεσμού.
* γραφίτη: Ο γραφίτης έχει μια στρώση δομή με SP2 υβριδοποιημένα άτομα άνθρακα σχηματίζοντας ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς σε κάθε στρώμα. Αυτά τα στρώματα συγκρατούνται από τις αδύναμες δυνάμεις van der Waals, καθιστώντας το γραφίτη μαλακό και ολισθηρό.
Εδώ είναι πώς σχετίζεται με την καύση:
* Diamond: Λόγω των ισχυρών ομοιοπολικών δεσμών στο διαμάντι, απαιτείται πολλή ενέργεια για να τους σπάσει. Όταν οι καύσεις με διαμάντια, η ενέργεια που απελευθερώνεται από τη δημιουργία νέων δεσμών με οξυγόνο είναι μικρότερη από την ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει τους υπάρχοντες δεσμούς άνθρακα άνθρακα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια χαμηλότερη ποσότητα θερμότητας που εξελίσσεται κατά τη διάρκεια της καύσης.
* γραφίτη: Ο γραφίτης έχει ασθενέστερη σύνδεση μεταξύ των στρώσεων σε σύγκριση με το διαμάντι. Το σπάσιμο αυτών των ασθενέστερων δεσμών απαιτεί λιγότερη ενέργεια, επιτρέποντας την απελευθέρωση περισσότερης ενέργειας κατά τη διάρκεια του σχηματισμού νέων δεσμών με οξυγόνο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια υψηλότερη ποσότητα θερμότητας που εξελίχθηκε κατά τη διάρκεια της καύσης.
Συνοπτικά:
* Η διαφορά στην ενέργεια δεσμού μεταξύ διαμαντιού και γραφίτη επηρεάζει άμεσα την ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει τις δομές τους.
* Αυτή η διαφορά στις ενεργειακές απαιτήσεις οδηγεί σε ποικίλες ποσότητες θερμότητας που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια της καύσης, με γραφίτη να απελευθερώνει περισσότερη θερμότητα από το Diamond.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το Diamond είναι ένας πολύτιμος πολύτιμος λίθος, ενώ ο γραφίτης βρίσκει χρήση σε μολύβια και λιπαντικά.
