Διαμάντι και Γραφίτης

Τα διαμάντια και ο γραφίτης είναι δύο ορυκτά που είναι χημικά πανομοιότυπα, αλλά φυσικά είναι πολύ διαφορετικά. Και τα δύο αποτελούνται από το ίδιο στοιχείο, τον άνθρακα. Το διαμάντι είναι μια στερεή μορφή άνθρακα με κρυσταλλική δομή, ενώ ο γραφίτης είναι μια κρυσταλλική μορφή άνθρακα με εξαγωνικό σχέδιο. Τα πολύμορφα περιλαμβάνουν το διαμάντι και τον γραφίτη. Τα ορυκτά που είναι χημικά ίδια αλλά φυσικά διαφορετικά ονομάζονται πολύμορφα.

Διαμάντια

• Τα διαμάντια είναι φυσικές στερεές μορφές άνθρακα με άτομα διατεταγμένα σε μια κρυσταλλική δομή γνωστή ως κυβικό διαμάντι

• Κάθε άτομο άνθρακα περιβάλλεται από τέσσερα άλλα άτομα άνθρακα και συνδέονται με ομοιοπολικούς δεσμούς, οι οποίοι είναι οι ισχυρότεροι από όλους τους δεσμούς

• Είναι το σκληρότερο γνωστό ορυκτό

• Είναι ο πιο δημοφιλής και ακριβός πολύτιμος λίθος, σε πολλούς πολιτισμούς, υπάρχει το έθιμο να προτείνουν στο κορίτσι να παντρευτεί με διαμάντια, κάτι που κάνει την απαίτησή του

Δομή των διαμαντιών

• Τα διαμάντια έχουν κρυσταλλογραφική δομή 

• Έχει κυβική δομή

• Η κρυσταλλική δομή του διαμαντιού είναι ένα πλέγμα FCC ή με επίκεντρο πρόσωπο 

• Ένα πλέγμα είναι ένα οργανωμένο σύνολο σημείων που ορίζουν τη δομή των σωματιδίων που σχηματίζουν κρυστάλλους

• Υπάρχουν τρεις τύποι δομών πλέγματος που είναι με επίκεντρο πρόσωπο ή FCC, στο κέντρο ή BCC και εξαγωνικό πλησιέστερο HCP

• Όλα τα άτομα άνθρακα στο διαμάντι συνδέονται με τέσσερα άλλα άτομα άνθρακα με ισχυρούς χημικούς δεσμούς, σχηματίζοντας μια δομή τετραέδρου σε όλο τον κρύσταλλο

• Ο υβριδισμός Sp είναι ένας τύπος υβριδισμού ατόμων άνθρακα

• Το Diamond δημιουργεί ένα τρισδιάστατο δίκτυο με ισχυρό ομοιοπολικό δεσμό

Διαμάντι

Εμφάνιση

Τα διαμάντια δεν παρουσιάζονται με αυτή τη λαμπερή μορφή που βλέπουμε, είναι σαν τις κανονικές πέτρες.

Τα διαμάντια εμφανίζονται σε δύο τύπους κοιτασμάτων: 

• Οι ηφαιστειακές σωλήνες ονομάζονται επίσης σωλήνες κιμπερλίτη

• Σε αλλουβιακές αποθέσεις, που σχηματίζονται από τη διάβρωση σωλήνων διαμαντιών

Χρήσεις διαμαντιών

• Τα διαμάντια χρησιμοποιούνται στην κατασκευή εργαλείων που χρησιμοποιούνται για κοπή, διάτρηση, λείανση κ.λπ.

• Χρησιμοποιούνται στην κατασκευή κοσμημάτων

• Τα διαμάντια χρησιμοποιούνται επίσης σε ιατρικά εργαλεία, όπως όργανα υψηλής ακρίβειας που χρησιμοποιούσαν οι χειρουργοί για την αφαίρεση του καταρράκτη των ματιών

Γραφίτης

• Ο γραφίτης είναι ένα ορυκτό που αποτελείται από άνθρακα, γνωστό και ως plumbago ή μαύρος μόλυβδος

• Είναι μια φυσική, κρυσταλλική μορφή άνθρακα με σύστημα εξαγωνικής δομής

• Ο γραφίτης αναφέρεται σε μεταμορφωμένα και πυριγενή πετρώματα

• Χρησιμοποιείται στην κατασκευή μολυβιών, στη μεταλλουργία

• Όταν ο άνθρακας εκτίθεται σε θερμότητα και πίεση στον φλοιό της Γης, σχηματίζεται γραφίτης.

Δομή του γραφίτη

• Οι γραφίτες σχηματίζονται από τη μεταμόρφωση ιζηματογενών πετρωμάτων που περιέχουν υλικό άνθρακα

• Η πολυεπίπεδη δομή του γραφίτη αποτελείται από δακτυλίους έξι ατόμων άνθρακα οργανωμένους σε οριζόντια φύλλα που βρίσκονται σε μεγάλη απόσταση

• Σαν αποτέλεσμα, ο γραφίτης κρυσταλλώνεται στο εξαγωνικό σύστημα, σε αντίθεση με το διαμάντι, το οποίο κρυσταλλώνεται στα οκταεδρικά ή τετραεδρικά συστήματα

• Έχουν σκούρο μαύρο έως γκρι χρώμα, αδιαφανή και απαλά

Τύποι γραφίτη

Υπάρχουν ποικιλίες γραφίτη με βάση την εμφάνιση και το μετάλλευμα.

• Κρυσταλλική μορφή:Πρόκειται για μικρές κρυσταλλικές νιφάδες, που παρουσιάζονται ως διαχωρισμένες, μοιάζουν με πλάκες μοίρας με εξαγωνικά άκρα, αλλά οι άκρες μπορεί να είναι ακανόνιστες.

• Άμορφος γραφίτης:Είναι μια πολύ λεπτή δομή νιφάδων.

• Ογκώδης γραφίτης:Ονομάζεται επίσης γραφίτης φλέβας, υπάρχουν σε κατάγματα και φλέβες σε ρωγμές.

• Πυρολυτικός γραφίτης:Αναφέρονται ως γραφίτης με γωνιακή εξάπλωση μικρότερη από 1° μεταξύ των φύλλων γραφίτη.

Εμφάνιση γραφίτη

• Ο γραφίτης βρίσκεται φυσικά στον φλοιό της γης, οι περισσότεροι που βρίσκονται στην επιφάνεια της γης δημιουργούνται στα όρια συγκλίνουσας πλάκας

• Ο γραφίτης υπάρχει σε μάρμαρα, ασβεστόλιθο και σχιστόλιθο

• Ο γραφίτης αφαιρείται από αυτά με εξόρυξη και σύνθλιψη αυτών των ορυκτών και στη συνέχεια διαχωρισμό με επίπλευση ή διαχωρισμό ειδικού βάρους

Χρήσεις γραφίτη

• Η σκόνη γραφίτη χρησιμοποιείται ως λιπαντικό με τη μορφή υλικού διασποράς ή σκόνης

• Ο γραφίτης χρησιμοποιείται συχνά σε μολύβια

• Επειδή είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού, χρησιμοποιείται για την κατασκευή ηλεκτροδίων άνθρακα για ηλεκτρολυτικά στοιχεία

• Χρησιμοποιείται στην κατασκευή χωνευτηρίων γραφίτη λόγω του υψηλού σημείου τήξης του

• Πολλοί συντονιστές και πυρηνικοί αντιδραστήρες το περιλαμβάνουν

Συμπέρασμα

Τα διαμάντια και ο γραφίτης είναι δύο τύποι άνθρακα που είναι ελαφρώς διαφορετικοί. Τα διαμάντια είναι ένα σκληρό ορυκτό, ενώ ο γραφίτης είναι ένα μαλακό. Τα διαμάντια βρίσκονται στο μανδύα της γης, όπου ο γραφίτης μπορεί να βρεθεί κοντά στην επιφάνεια της γης. Μοιράζονται τις ίδιες συνθέσεις αλλά είναι διαφορετικές σε δομές.

Η χρήση γραφίτη είναι υψηλότερη στην παραγωγή ηλεκτροδίων και άλλων αντικειμένων. Ο συνθετικός γραφίτης μπορεί επίσης να δημιουργηθεί με θέρμανση υλικών πλούσιων σε άνθρακα όπως οπτάνθρακας πετρελαίου και λιθανθρακόπισσα.

Τα διαμάντια χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό στη βιομηχανία κοσμημάτων, στις αυτοκινητοβιομηχανίες και σε φάρμακα και προϊόντα ομορφιάς. Τα συνθετικά διαμάντια κατασκευάζονται σε εργαστήρια, είναι τεχνητά διαμάντια, που κατασκευάζονται με τεχνητές διαδικασίες όπως η CVD (χημική εναπόθεση ατμού).