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Graphit Diamant
Erklärung Härte Graphit ist eines der weichsten Materialien. Diamant ist eines der härtesten Materialien. Die Kristallstrukturen (siehe nächste Zeile) und die Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen sind unterschiedlich. Kristallstruktur (In der Kristallographie ist die Kristallstruktur eine Beschreibung der geordneten Anordnung von Atomen, Ionen oder Molekülen in einem kristallinen Material) Synthetischer Graphit tritt nur in der hexagonalen Alpha-Modifikation (wabenförmige flache C-Schichten in ABAB-Reihenfolge) auf. In Naturgraphitablagerungen können bis zu 30% in der rautenförmigen Beta-Modifikation (wabenförmige flache C-Schichten in ABCABC-Reihenfolge) vorhanden sein. Innerhalb der Schichten ist die Bindung zwischen den C-Atomen stark. Sehen Sie sich die animierten Kristallstrukturen von Diamant und Graphit an. Mit dem Programm Chime können Sie interaktiv eingreifen. Die Farbe der Diamanten variiert von farblos, transparent über verschiedene Farbtöne bis hin zu schwarz, opak, je nach Verschmutzung. Die Farbe wird auf die unterschiedliche Bindung zwischen den Kohlenstoffatomen in Graphit (delokalisierte Bindung) (In der Chemie ist ein konjugiertes System ein System von verbundenen p-Orbitalen mit delokalisierten Elektronen in Molekülen mit abwechselnden Einfach- und Mehrfachbindungen, die im Allgemeinen die Gesamtenergie des Moleküls senken und die Stabilität erhöhen können) und Diamant (lokali
sierte Bindung) zurückzuführen. Schmelzpunkt Graphit hat keinen Schmelzpunkt (Der Schmelzpunkt eines Festkörpers ist die Temperatur, bei der er bei Atmosphärendruck vom festen in den flüssigen Zustand übergeht), kann aber oberhalb von 2500 °C plastisch verformt werden. Diamant schmilzt bei ca. 3550 °C bei Normaldruck. Bislang gibt es keine zufriedenstellenden Erklärungen. Dichte:
Die Dichte für amorphen Graphit variiert von 1,8 bis 2,1 g/cm3, für kristallinen Graphit von 1,9 bis 2,3 g/cm3. Die Dichte variiert von 3.150 bis 3.513 g/cm3. Die Dichteschwankungen sind ungewöhnlich und noch nicht zufriedenstellend erklärt. Wärmeleitfähigkeit Die Wärmeleitfähigkeit von Graphit ist etwa so schlecht wie Mangan. Die Wärmeleitfähigkeit (In der Physik ist die Wärmeleitfähigkeit die Eigenschaft eines Materials, Wärme zu leiten) von Diamant ist sehr gut (etwa 2 bis 5 mal größer als Silber und 5 bis 8 mal größer als Gold).
Es gibt völlig unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten (Wärmeleitung ist die Übertragung von Wärme durch mikroskopische Kollisionen von Teilchen und Bewegung von Elektronen innerhalb eines Körpers), die kompliziert zu erklären sind. Elektrische Leitfähigkeit (Elektrischer Widerstand ist eine intrinsische Eigenschaft, die angibt, wie stark ein bestimmtes Material dem Stromfluss entgegenwirkt) Polykristalline Graphitproben leiten den elektrischen Strom (Ein elektrischer Strom ist ein Stromfluss) wie Metalle (etwa 8 x schlechter als Mangan (Mangan ist ein chemisches Element mit dem Symbol Mn und der Ordnungszahl 25) – das schlechteste leitfähige Metall). Synthetische Diamanten sind Halbleiter , Naturdiamanten sind entweder sehr gute Isolatoren oder starke elektrische Halbleiter . Die gute Leitfähigkeit von Graphit wird auf die Bindungsbedingungen innerhalb der Wabenkohlenstoffebenen zurückgeführt. Die Leitfähigkeit von Diamanten ist noch nicht ausreichend verstanden. Löslichkeit Graphit löst sich in Metallschmelzen (insbesondere Eisen, aber auch Kobalt, Nickel, Chrom und Platin) besser als Diamant. Diamant ist weniger löslich als Graphit (Graphit, archaisch als Bleiwurz bezeichnet, ist eine kristalline Form von Kohlenstoff, einem Halbmetall, einem nativen Elementmineral und einem der Allotrope des Kohlenstoffs) in geschmolzenen Metallen (insbesondere Eisen, aber auch Kobalt), (Kobalt ist ein chemisches Element mit Symbol Co und Ordnungszahl 27) Nickel, (Nickel ist ein chemisches Element mit Symbol Ni und Ordnungszahl 28) Chrom (Chrom ist ein chemisches Element mit Symbol Cr und Ordnungszahl 24) und Platin) (Platin ist ein chemisches Element mit Symbol Pt und Ordnungszahl 78). Die Unterschiede in der Löslichkeit (die Löslichkeit ist die Eigenschaft einer festen, flüssigen oder gasförmigen chemischen Substanz, die als gelöster Stoff bezeichnet wird, um sich in einem festen, flüssigen oder gasförmigen Lösungsmittel zu lösen) sind noch nicht ausreichend verstanden.