In abstracto zijn er drie allotropen van zuivere koolstof, namelijk diamant, grafiet en fullerenen. Als gevolg hiervan zijn grafiet en diamant de twee belangrijkste kristallijne vormen van koolstof. Bovendien zijn de chemische eigenschappen van beide verbindingen hetzelfde en ziet het eruit als roet of roet.
Diamant versus grafiet
Het verschil tussen diamant en grafiet is dat diamant een kristallijn rooster heeft, waar de koolstofatomen in een driedimensionale symmetrie in het kristal zijn gerangschikt. Ondertussen heeft grafiet een gelaagde structuur, waarbij ringen van zes koolstofatomen zijn gerangschikt in een op afstand van elkaar geplaatste horizontale plaat. Bovendien is diamant een harde substantie, terwijl grafiet zacht is.
Diamant is een vaste kristallijne vorm van het element koolstof in de natuur. Er zijn vier koolstofatomen die covalent aan elkaar zijn gebonden in de diamantstructuur, waardoor deze vrij groot is. Door de covalente binding is er veel energie nodig om atomen van elkaar te scheiden. En om deze reden staat diamant algemeen bekend als een van de hardste materialen in de natuur.
Ondertussen is grafiet een laaggestructureerde allotroop van pure koolstof. Het wordt meestal gevonden als een grijs kristallijn mineraal dat in sommige rotsen voorkomt. Tussen elk koolstofatoom in grafiet wordt een sigmabinding gevormd. Omdat het grafiet op deze manier is gebonden, is het zacht en gemakkelijk te breken.
Vergelijkingstabel tussen diamant en grafiet
| Parameters van vergelijking: | Diamant | Grafiet |
| Definitie | In de natuur is een diamant een vaste, kleurloze en heldere kristallijne vorm van koolstof. | Grafiet is een allotroop van pure koolstof die meestal tussen rotsen wordt gevonden. Het wordt beschouwd als mineralen in de natuur. |
| Structuur | De structuur van diamant is een kristallijn rooster. Het is een driedimensionaal kristal waarin de koolstofatomen symmetrisch zijn gerangschikt. | De structuur van grafiet is gelaagd, waarbij koolstofatomen aan elkaar zijn gebonden door sigma-bindingen. |
| Hybridisatie | Er zijn in totaal vier koolstofatomen in een diamant die met sp3 zijn gehybridiseerd en die allemaal aan elkaar zijn gebonden via sigma-bindingen. | Hier, in grafiet, is elk atoom gebonden door sp2-hybridisatie en speelt een sigma-binding de hoofdrol door de atomen aan elkaar te binden. Terwijl het ongepaarde atoom een pi-binding vormt. |
| geometrische structuur | Door de vier gebonden koolstofelektronen heeft de diamant een tetraëdrische structuur. | Door drie gebonden koolstofelektronen heeft het grafiet een vlakke geometrische structuur. |
| Toepassingen | Gebruikt als materiaal bij het maken van sieraden en boren. | Gebruikt als droge cellen, elektrische boog, smeermiddel en potloodstiften. |
Wat is diamant?
Diamant, een natuurlijk bestaand hardste element, is een allotroop van het element koolstof. Er zijn vier koolstofatomen die covalent aan één atoom zijn gebonden via sigma-bindingen, waardoor het een zeer complexe stof is. In diamanten is het scheiden van atomen van elkaar extreem moeilijk vanwege covalente binding. Dus het feit dat diamanten een van de hardste natuurlijke materialen zijn, draagt instinctief bij aan hun reputatie.
De vroegste diamanten ooit ontdekt waren in India in de vierde eeuw. En kort daarna werd een meerderheid van deze edelstenen geëxporteerd naar verschillende landen, wat resulteerde in een geweldige band tussen India en andere landen.
Ondertussen is de binding tussen de vier koolstoffen van sp3-hybridisatie. Omdat diamanten vier elektronen hebben die aan één atoom zijn gebonden, hebben ze een tetraëdrische structuur. Diamant is een kristalrooster dat bestaat uit in symmetrie gerangschikte koolstofatomen in een driedimensionale structuur.
Bovendien heeft diamant een indrukwekkende samensmelting van fysieke, chemische en mechanische eigenschappen, deze omvatten hardheid, lage wrijvingscoëfficiënt, thermische geleidbaarheid, elektrische weerstand, lage thermische uitzettingscoëfficiënt en sterkte, het materiaal moet ook chemisch resistent, biocompatibel zijn en reflecteren ultraviolet en infrarood.
Vanwege hun duurzaamheid en glans worden diamanten veel gebruikt in sieraden. Daarnaast worden ze vanwege hun hardheid ook gebruikt om andere materialen te snijden, te slijpen of te boren.
Wat is grafiet?
Ondertussen is grafiet een laaggestructureerde allotroop van pure koolstof. Het wordt voornamelijk gevonden als een grijs kristallijn-achtig mineraal dat in sommige rotsen voorkomt. Een sigmabinding bindt drie koolstofatomen aan elkaar in grafiet. Omdat grafiet op deze manier wordt gebonden, is het zacht en gemakkelijk te breken. Om het simpel te zeggen, vanwege de van der Waals-krachten zijn de covalente bindingen gemakkelijk te verbreken, waardoor het grafiet uiteindelijk een zacht materiaal wordt.
Grafiet bestaat uit vier koolstofatomen die van sp2-hybridisatie zijn, die elk via sigma-bindingen aan drie van de andere zijn gebonden. Ondertussen vormt het oneven atoom een pi-binding. De geschiedenis van grafiet gaat terug tot Cumbria in Noord-Engeland aan het begin van de zestiende eeuw. Aanvankelijk werd het echter aangezien voor steenkool, maar toen het werd verwarmd, verbrandde het uiteindelijk niet, wat resulteerde in de ontdekking van grafiet.
Bovendien is de vlakke geometriestructuur van grafiet het resultaat van drie gebonden koolstofelektronen. De eigenschappen van grafiet omvatten een hoog smeltpunt, zacht, glad vettig gevoel, onoplosbaarheid in water en andere organische stoffen, glanzende, ondoorzichtige, zwarte substantie.
Bovendien wordt grafiet gebruikt in potloden en smeermiddelen, en vanwege de hoge geleidbaarheid wordt het ook gebruikt in elektronische producten zoals elektroden, batterijen en zonnepanelen.
Belangrijkste verschillen tussen diamant en grafiet
Gevolgtrekking
Over het algemeen zijn zowel grafiet als diamant beroemde allotropen van het element koolstof; waar diamanten harde, van nature voorkomende stoffen zijn, die transparant zijn en veel worden gebruikt bij het maken van sieraden en het snijden, slijpen of boren van andere minder harde stoffen. Ondertussen zijn grafiet daarentegen van nature voorkomende mineralen die voornamelijk in gesteenten worden aangetroffen en zijn ze ondoorzichtig en zwart van uiterlijk tijdens hun productieperiode. Het meest voorkomende gebruik van grafiet is in potloodstiften en elektrische cellen vanwege hun zachte gevoel en hoge geleidbaarheid. Van smeltpunt tot relatieve dichtheid, hardheid, lage wrijvingscoëfficiënt, thermische geleidbaarheid, elektrische weerstand, lage thermische uitzettingscoëfficiënt en sterkte, zowel grafiet als diamant zijn op hun eigen manier gespecialiseerd.
