Diamant in grafit sta resnično derivati iste snovi. Ne da bi bili specialist, ne da bi vnaprej vedeli odgovor, si težko predstavljamo, da imajo snovi skupni izvor.
A v resnici je vse res: krhki, zlahka pilingi, pod majhnim pritiskom razpadejo v srebrne kosmiče grafita in trdi prozorni diamant - ogljik. Od kod je prišla razlika med njimi, zakaj so videti drugače, imajo popolnoma različne lastnosti? Znanstveniki že dolgo odgovarjajo na to vprašanje.
Razlika med diamantom in grafitom
Obe snovi sta ogljik, vendar sta njuni kristalni rešetki različni. Ogljikov atom ima štiri valenčne elektrone, zato z drugimi atomi lahko ustvari do štiri spojine. Med tvorbo diamanta nastanejo štiri vezi visoke trdnosti, vendar ta možnost ni edina možna. Grafit nastane, ko nastanejo tri močne vezi, četrta pa šibka. V tem primeru trije močni tvorijo plast, šibki pa so med plastmi, kar zagotavlja njihovo šibko vezavo. Zato plasti grafita zlahka razpadejo, zaradi česar je snov idealna za ustvarjanje svinčnika.
Zanimivo dejstvo: ko oseba piše s svinčnikom, ostane sled na papirju zaradi grafita, ki propada na tehtnici.
Grafit je neprozoren, ker njegovi prosti elektroni absorbirajo svetlobo ne glede na njegovo frekvenco. Vendar se diamanti razlikujejo po tem, da je absorpcija svetlobe prisotna le pri frekvencah vzbujanja vezi med atomi. Ker del takšnega frekvenčnega spektra človeškemu očesu sploh ni viden, so diamanti videti prozorni. Tesna fiksacija atomov je najmočnejši material, zagotavlja dielektrične lastnosti in tvori naravni izolator. V nasprotju s tem je grafit prevodnik. Vendar so kazalniki prevodnosti nizki.
Kaj sta lahko grafit in diamant?
Videz grafita v kakršni koli obliki ostaja skoraj enak. Siva je, lahko je skoraj črna, ima kovinski sijaj. Vendar pa ga ni mogoče pripisati kovinam, ogljika ne more biti. Pod pritiskom se grafit vedno zlomi z luskami, njegova togost pa je lahko različna. Vsekakor pa ga ni mogoče primerjati z diamantom.
Glede diamanta, torej fasetiranega diamanta, je mogoče opaziti preglednost - čeprav nekateri kamni še vedno niso jasni, lahko pa imajo tudi različne odtenke. Ampak diamantni prah bo vedno bel, od grafita pa ostane črna ali siva. Kljub številnim naravnim različicam sta ti dve obliki ogljika vedno zelo različni, nemogoče jih je mešati.
Ali se grafit lahko spremeni v diamant?
Različne kristalne rešetke nastanejo zaradi dejstva, da se obe snovi pojavita v različnih pogojih.Za oblikovanje močnejših vezi so potrebni ekstremni pogoji, povečan tlak in temperature. Praksa je pokazala, da se z ustvarjanjem tistih za grafit dejansko lahko spremeni v diamant. Že prvi poskusi so omogočili pridobivanje majhnih delcev, ki so bili taki. Poleg tega so diamantne mikro delce večkrat našli v meteoritih, ki so padli na površino planeta - verjetno so nastali ravno zaradi vpliva močnih uničujočih dejavnikov.
Vendar pa človeštvo z umetnimi metodami še ne more oblikovati velikih diamantov. Nastanejo samo po naravi, v posebnih kimberlitnih ceveh, ki segajo globoko pod površje zemeljske skorje. Še vedno se veliko razpravlja o tem, od kod prihajajo te cevi, kako planet oblikuje drage kamne s posebnimi lastnostmi. Morda govorimo o najzmogljivejših električnih izpustih, ki gredo med zemeljsko skorjo in plaščem - obstaja takšna hipoteza. Navsezadnje planet res nenehno ustvarja najmočnejše tektonske energije, ki se pojavljajo tudi v obliki električne energije.
Vsekakor pa diamant in grafit izgledata drugače, imata različne lastnosti ravno zaradi razlike med njihovimi kristalnimi rešetkami.