Όλοι γνωρίζουν ουσίες όπως ο γραφίτης και το διαμάντι. Ο γραφίτης βρίσκεται παντού. Για παράδειγμα, από αυτό κατασκευάζονται ράβδοι για απλά μολύβια. Ο γραφίτης είναι μια ουσία αρκετά προσιτή και φθηνή. Αλλά μια ουσία όπως το διαμάντι είναι πολύ διαφορετική από τον γραφίτη. Το διαμάντι είναι η πιο ακριβή πέτρα, πολύ σπάνια και διαφανής, σε αντίθεση με τον γραφίτη. Είναι δύσκολο να το πιστέψει κανείς, αλλά ο χημικός τύπος του γραφίτη είναι ο ίδιος με αυτόν του διαμαντιού. Σε αυτό το άρθρο, θα αναλύσουμε πώς αυτό είναι δυνατό.
Γραφίτης: ιστορία και ιδιότητες του ορυκτού
Η ιστορία του γραφίτη πηγαίνει πίσω χιλιάδες χρόνια, επομένως είναι εξαιρετικά δύσκολο να προσδιοριστεί το ακριβές έτος χρήσης του. Ο γραφίτης φημίζεται ως καλός αγωγός του ηλεκτρισμού. Επιπλέον, αυτό το ορυκτό είναι πολύ εύθραυστο. Γι' αυτό φτιάχνουν καλώδια από μολύβι.
Οι χημικές ιδιότητες ενός ορυκτού περιλαμβάνουν το σχηματισμό ενώσεων εγκλεισμού με πολλές ουσίες, όπως άλατα και αλκαλιμέταλλα. Το ορυκτό δεν διαλύεται στα οξέα.
Ο τύπος του γραφίτη είναι C, δηλαδή είναι μια από τις αλλοτροπικές τροποποιήσεις του περίφημου έκτου στοιχείου του περιοδικού πίνακα - άνθρακα.
Διαμάντι: η ιστορία και οι ιδιότητες του ορυκτού
Η ιστορία του διαμαντιού είναι πολύ ασυνήθιστη. Πιστεύεται ότι το πρώτο διαμάντι βρέθηκε στην Ινδία. Εκείνη την εποχή, η ανθρωπότητα δεν μπορούσε να καταλάβει την πλήρη δύναμη αυτής της πέτρας. Οι γεωλόγοι γνώριζαν μόνο ότι αυτή η πέτρα είναι πολύ σκληρή και ανθεκτική. Μέχρι τον 15ο αιώνα, τα διαμάντια άξιζαν πολύ λιγότερο από τα σμαράγδια και τα ρουμπίνια. Και μόνο τότε ένας άγνωστος κοσμηματοπώλης, στη διαδικασία της εργασίας με μια πέτρα, της έδωσε μια όμορφη κοπή, η οποία αργότερα έγινε γνωστή ως κοπή με διαμάντια. Τότε ήταν που η πέτρα φάνηκε σε όλο της το μεγαλείο.
Τα διαμάντια χρησιμοποιούνται κυρίως στη βιομηχανία. Αυτό το ορυκτό είναι το πιο ανθεκτικό σε ολόκληρο τον κόσμο, γι' αυτό χρησιμοποιείται για λειαντικά, κοπτικά για την επεξεργασία ανθεκτικών μετάλλων και πολλά άλλα.
Όπως ήδη γνωρίζουμε, ο τύπος του γραφίτη στη χημεία είναι ο C και το διαμάντι έχει τον ίδιο τύπο.
Διαφορές μεταξύ διαμαντιού και γραφίτη
Παρά το γεγονός ότι τα ορυκτά έχουν παρόμοιους χημικούς τύπους, διαφέρουν δραματικά μεταξύ τους τόσο σε εμφάνιση όσο και από χημική άποψη.
Καταρχάς, το διαμάντι και ο γραφίτης έχουν εντελώς διαφορετική δομή μεταξύ τους. Άλλωστε, ο γραφίτης αποτελείται από ένα πλέγμα εξαγώνων, ενώ το διαμάντι έχει κυβική κρυσταλλική δομή. Η ευθραυστότητα του γραφίτη οφείλεται στο γεγονός ότι ο δεσμός μεταξύ των στρωμάτων του είναι πολύ εύκολο να σπάσει, τα άτομα του διαχωρίζονται αθόρυβα το ένα από το άλλο. Εξαιτίας αυτού, ο γραφίτης απορροφά το φως εύκολα και είναι πολύ σκούρος, σε αντίθεση με το διαμάντι.
Η δομή του διαμαντιού είναι διαφορετική στο ότι ένα άτομο άνθρακα περιβάλλεται από τέσσερα ακόμη άτομα σετη μορφή ενός τετραεδρικού τριγώνου ή πυραμίδας. Κάθε άτομο βρίσκεται στην ίδια απόσταση μεταξύ τους. Οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων είναι πολύ ισχυροί, γι' αυτό και το διαμάντι είναι τόσο σκληρό και δυνατό. Μια άλλη ιδιότητα του διαμαντιού είναι ότι μπορεί να μεταφέρει το φως, σε αντίθεση με τον γραφίτη.
Είναι περίεργο που η φόρμουλα του γραφίτη είναι ίδια με τη φόρμουλα του διαμαντιού, αλλά τα ορυκτά είναι τελείως διαφορετικά; Δεν! Άλλωστε, το διαμάντι δημιουργείται από τη φύση με τεράστια πίεση και στη συνέχεια πολύ γρήγορη ψύξη, ενώ ο γραφίτης δημιουργείται σε χαμηλή πίεση, αλλά πολύ υψηλή θερμοκρασία.
Τι είναι οι αλλοτροπικές ουσίες;
Οι αλλοτροπικές ουσίες είναι μια πολύ σημαντική έννοια στη χημεία. Αυτή είναι η βάση των βασικών, που σας επιτρέπει να διακρίνετε τις ουσίες μεταξύ τους.
Στο σχολείο, οι αλλοτροπικές ουσίες μελετώνται με το παράδειγμα του γραφίτη και του διαμαντιού, καθώς και η διαφορά τους. Έτσι, έχοντας μελετήσει τις διαφορές μεταξύ διαμαντιού και γραφίτη, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι αλλοτροπία είναι η ύπαρξη στη φύση δύο ή περισσότερων ουσιών που διαφέρουν ως προς τη δομή και τις ιδιότητές τους, αλλά έχουν παρόμοιο χημικό τύπο ή ανήκουν στο ίδιο χημικό στοιχείο.
Αποκτώντας ένα διαμάντι από γραφίτη
Ο τύπος του γραφίτη - C - επέτρεψε στους επιστήμονες να κάνουν πολλά πειράματα, ως αποτέλεσμα των οποίων βρέθηκαν οι αλλοτροπικές ουσίες του γραφίτη.
Οι δάσκαλοι λένε τόσο σε μαθητές όσο και σε μαθητές για το πώς οι επιστήμονες προσπάθησαν να δημιουργήσουν διαμάντια από γραφίτη. Αυτή η ιστορία είναι πολύ ενδιαφέρουσα και συναρπαστική και σας επιτρέπει επίσης να θυμάστε την ύπαρξη τέτοιων αλλοτροπικών ουσιών όπως ο γραφίτης και το διαμάντι, καθώς καιδιαφορές.
Πριν από λίγο καιρό, επιστήμονες προσπάθησαν να δημιουργήσουν διαμάντια από γραφίτη. Πίστευαν ότι αν η φόρμουλα του διαμαντιού και του γραφίτη είναι η ίδια, τότε θα μπορέσουν να δημιουργήσουν ένα διαμάντι, επειδή η πέτρα είναι πολύ ακριβή και σπάνια. Τώρα γνωρίζουμε ότι το ορυκτό διαμαντιών εμφανίζεται στη φύση σε υψηλή πίεση και στιγμιαία ψύξη. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες αποφάσισαν να ανατινάξουν τον γραφίτη, δημιουργώντας έτσι τις απαραίτητες συνθήκες για το σχηματισμό διαμαντιού. Και μάλιστα, έγινε ένα θαύμα, μετά την έκρηξη σχηματίστηκαν πολύ μικροί κρύσταλλοι διαμαντιών πάνω στον γραφίτη.
Εφαρμογή γραφίτη και διαμαντιού
Σήμερα, τόσο ο γραφίτης όσο και το διαμάντι χρησιμοποιούνται κυρίως στη βιομηχανία. Αλλά περίπου το 10% της συνολικής παραγωγής διαμαντιών πηγαίνει σε κοσμήματα. Τις περισσότερες φορές, τα μολύβια κατασκευάζονται από γραφίτη, καθώς είναι πολύ εύθραυστο και εύθραυστο, ενώ αφήνει σημάδια.
