Özette, saf karbonun elmas, grafit ve fullerenler olmak üzere üç allotropu vardır. Sonuç olarak, grafit ve elmas, karbonun en önemli iki kristal formudur. Ayrıca, her iki bileşiğin kimyasal özellikleri aynıdır ve görünüşte kurum veya karbon siyahıdır.
Elmas ve Grafit
Elmas ve Grafit arasındaki fark, Elmasın, karbon atomlarının kristal içinde üç boyutlu bir simetri içinde düzenlendiği kristal bir kafese sahip olmasıdır. Bu arada grafit, altı karbon atomlu halkaların aralıklı yatay bir tabaka halinde düzenlendiği katmanlı bir yapıya sahiptir. Artı, elmas sert bir maddedir, grafit ise yumuşaktır.
Elmas, doğadaki karbon elementinin katı kristal halidir. Elmas yapısı içinde birbirine kovalent olarak bağlı dört karbon atomu vardır ve bu da onu oldukça büyük kılar. Kovalent bağ nedeniyle atomları birbirinden ayırmak için çok fazla enerji gerekir. Ve bu nedenle elmas, yaygın olarak doğadaki en sert malzemelerden biri olarak bilinir.
Bu arada, grafit, saf karbonun katman yapılı bir allotropudur. Çoğunlukla bazı kayalarda oluşan gri kristalli bir mineral olarak bulunur. Grafitteki her bir karbon atomu arasında bir sigma bağı oluşur. Grafit bu şekilde bağlandığı için yumuşaktır ve kırılması kolaydır.
Elmas ve Grafit Karşılaştırma Tablosu
| Karşılaştırma Parametreleri | Elmas | Grafit |
| Tanım | Doğada elmas, katı, renksiz ve berrak kristal bir karbon şeklidir. | Grafit, çoğunlukla kayaların arasında bulunan saf karbonun bir allotropudur. Doğada mineral olarak kabul edilir. |
| Yapı | Elmasın yapısı kristal bir kafestir. Karbon atomlarının simetrik olarak düzenlendiği üç boyutlu bir kristaldir. | Grafitin yapısı, karbon atomlarının sigma bağları ile birbirine bağlandığı katmanlıdır. |
| hibridizasyon | Bir elmasta sp3 hibritlenmiş toplam dört karbon atomu vardır ve hepsi sigma bağları yoluyla birbirine bağlanır. | Burada, grafitte, her atom sp2 hibridizasyonu ile bağlanır ve atomları birbirine bağlayarak ana rolü bir sigma bağı oynar. Eşlenmemiş atom bir pi bağı oluştururken. |
| geometrik yapı | Dört bağlı karbon elektronu nedeniyle, elmas tetrahedral bir yapıya sahiptir. | Üç bağlı karbon elektronu nedeniyle, grafit düzlemsel bir geometri yapısına sahiptir. |
| kullanır | Kuyumculukta, delmede malzeme olarak kullanılır. | Kuru hücreler, elektrik arkı, yağlayıcı ve kurşun kalem uçları olarak kullanılır. |
Elmas nedir?
Doğal olarak var olan en sert element olan elmas, karbon elementinin bir allotropudur. Sigma bağları yoluyla bir atoma kovalent olarak bağlı dört karbon atomu vardır ve bu da onu çok karmaşık bir madde haline getirir. Elmaslarda, kovalent bağ nedeniyle atomları birbirinden ayırmak son derece zordur. Bu yüzden elmasların en sert doğal malzemelerden biri olması, içgüdüsel olarak itibarlarına katkıda bulunur.
Şimdiye kadar keşfedilen en eski elmaslar dördüncü yüzyılda Hindistan'daydı. Ve kısa bir süre sonra, bu mücevherlerin çoğu çeşitli ülkelere ihraç edildi ve bu da Hindistan ile diğer ülkeler arasında büyük bir bağ oluşmasına neden oldu.
Bu arada, dört karbon arasındaki bağ sp3 hibritleşmesidir. Elmaslar bir atoma bağlı dört elektrona sahip olduklarından, tetrahedral bir yapıya sahiptirler. Elmas, üç boyutlu bir yapı içinde simetrik olarak düzenlenmiş karbon atomlarından oluşan bir kristal kafestir.
Ayrıca elmas, fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerin etkileyici bir birleşimine sahiptir, bunlar arasında sertlik, düşük sürtünme katsayısı, termal iletkenlik, elektrik direnci, düşük termal genleşme katsayısı ve mukavemet bulunur; malzeme ayrıca kimyasal olarak dirençli, biyolojik olarak uyumlu ve ultraviyole ve kızılötesi yansıtır.
Dayanıklılıkları ve parlaklıkları nedeniyle elmaslar mücevherlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Buna ek olarak, sertlikleri nedeniyle diğer malzemeleri kesmek, taşlamak veya delmek için de kullanılırlar.
Grafit nedir?
Bu arada, grafit, saf karbonun katman yapılı bir allotropudur. Öncelikle bazı kayalarda oluşan gri kristal benzeri bir mineral olarak bulunur. Bir sigma bağı, grafitte üç karbon atomunu birbirine bağlar. Grafit bu şekilde bağlandığı için yumuşaktır ve kolayca kırılır. Basit bir deyişle, van der Waals kuvvetleri nedeniyle kovalent bağların kırılması kolaydır ve sonunda grafiti yumuşak bir malzeme haline getirir.
Grafit, her biri diğer üçüne sigma bağları yoluyla bağlanan sp2 hibridizasyonu olan dört karbon atomundan oluşur. Bu arada, tek atom bir pi bağı oluşturur. Grafitin tarihi, on altıncı yüzyılın başlarında kuzey İngiltere'deki Cumbria'ya kadar uzanır. Ancak başlangıçta kömür zannedildi, ancak ısıtıldığında yanmadı ve sonunda grafitin keşfiyle sonuçlandı.
Ayrıca, grafitin düzlemsel geometri yapısı, birbirine bağlı üç karbon elektronundan kaynaklanır. Grafitin özellikleri arasında yüksek erime noktası, yumuşak, kaygan yağlı his, suda ve diğer organik maddelerde çözünmezlik, parlak, opak, siyah madde bulunur.
Ayrıca kurşun kalemlerde ve yağlayıcılarda kullanılan grafit, yüksek iletkenliği nedeniyle elektrot, pil, güneş paneli gibi elektronik ürünlerde de kullanılmaktadır.
Elmas ve Grafit Arasındaki Temel Farklar
Çözüm
Genel olarak bakıldığında, hem grafit hem de elmas, karbon elementinin ünlü allotroplarıdır; Elmaslar, şeffaf olan ve mücevher yapımında ve diğer daha az sert maddeleri kesme, taşlama veya delmede yaygın olarak kullanılan sert, doğal olarak oluşan maddelerdir. Öte yandan, grafitler, esas olarak kayalarda bulunan doğal olarak oluşan minerallerdir ve üretim süreleri boyunca opak ve siyah görünümdedirler. Grafitin en yaygın kullanımı, sırasıyla yumuşak hisleri ve yüksek iletkenlikleri nedeniyle kurşun kalem uçlarında ve elektrik hücrelerindedir. Erime noktasından bağıl yoğunluğa, sertliğe, düşük sürtünme katsayısına, termal iletkenliğe, elektrik direncine, düşük termal genleşme katsayısına ve mukavemete kadar, hem grafit hem de elmas kendi yollarıyla uzmanlaşmıştır.
