Alle kender stoffer som grafit og diamant. Grafit findes over alt. For eksempel er stænger til simple blyanter lavet af det. Grafit er et stof, der er ret overkommeligt og billigt. Men et stof som diamant er meget anderledes end grafit. Diamant er den dyreste sten, meget sjælden og gennemsigtig, i modsætning til grafit. Det er svært at tro, men den kemiske formel for grafit er den samme som for diamant. I denne artikel vil vi analysere, hvordan dette er muligt.
Grafit: mineralets historie og egenskaber
Grafitts historie går tusinder af år tilbage, så det er ekstremt svært at fastslå det nøjagtige år for dens brug. Grafit er berømt for at være en god leder af elektricitet. Derudover er dette mineral meget skrøbeligt. Det er derfor, de laver blyanter ud af det.
Et minerals kemiske egenskaber omfatter dannelsen af inklusionsforbindelser med mange stoffer, såsom s alte og alkalimetaller. Mineralet opløses ikke i syrer.
Formlen for grafit er C, det vil sige, det er en af de allotropiske modifikationer af det berømte sjette grundstof i det periodiske system - kulstof.
Diamant: mineralets historie og egenskaber
Diamantens historie er meget usædvanlig. Det menes, at den første diamant blev fundet i Indien. På det tidspunkt kunne menneskeheden ikke forstå den fulde kraft af denne sten. Geologer vidste kun, at denne sten er meget hård og holdbar. Indtil det 15. århundrede var diamanter meget mindre værd end smaragder og rubiner. Og først da gav en ukendt guldsmed, der var i gang med at arbejde med en sten, den et smukt snit, som senere blev kendt som et diamantslip. Det var dengang, at stenen viste sig i al sin pragt.
Diamanter bruges hovedsageligt i industrien. Dette mineral er det mest holdbare i hele verden, hvorfor det bruges til slibemidler, fræsere til forarbejdning af holdbare metaller og meget mere.
Som vi allerede ved, er formlen for grafit i kemi C, og diamant har den samme formel.
Forskelle mellem diamant og grafit
På trods af at mineraler har lignende kemiske formler, adskiller de sig dramatisk fra hinanden både i udseende og fra et kemisk synspunkt.
For det første har diamant og grafit en helt anden struktur end hinanden. Grafit består jo af et gitter af sekskanter, mens diamant har en kubisk krystalstruktur. Grafittens skrøbelighed skyldes, at bindingen mellem dens lag er meget let at bryde, dens atomer er stille adskilt fra hinanden. På grund af dette absorberer grafit let lys og er meget mørk i modsætning til diamant.
Strukturen af diamant er anderledes ved, at et kulstofatom er omgivet af yderligere fire atomer iform af en tetraedrisk trekant eller pyramide. Hvert atom er i samme afstand fra hinanden. Bindingerne mellem atomer er meget stærke, hvorfor diamant er så hård og stærk. En anden egenskab ved diamant er, at den kan lede lys i modsætning til grafit.
Er det mærkeligt, at formlen for grafit er den samme som formlen for diamant, men mineralerne er helt anderledes? Ikke! Diamant er jo skabt af naturen ved et enormt tryk, og derefter meget hurtig afkøling, mens grafit skabes ved lavt tryk, men meget høj temperatur.
Hvad er allotrope stoffer?
Allotrope stoffer er et meget vigtigt begreb i kemi. Dette er grundlaget for det grundlæggende, som giver dig mulighed for at skelne stoffer fra hinanden.
I skolen studeres allotrope stoffer ved at bruge eksemplet med grafit og diamant, såvel som deres forskel. Så efter at have studeret forskellene mellem diamant og grafit kan vi konkludere, at allotropi er eksistensen i naturen af to eller flere stoffer, der adskiller sig i deres struktur og egenskaber, men som har en lignende kemisk formel eller tilhører det samme kemiske element.
Få en diamant fra grafit
Formlen for grafit - C - gjorde det muligt for videnskabsmænd at lave mange eksperimenter, som et resultat af hvilke de allotrope stoffer i grafit blev fundet.
Lærere fortæller både skolebørn og elever om, hvordan videnskabsmænd forsøgte at skabe diamanter ud fra grafit. Denne historie er meget interessant og fascinerende, og den giver dig også mulighed for at huske eksistensen af sådanne allotrope stoffer som grafit og diamant og om deresforskelle.
For nogen tid siden forsøgte videnskabsmænd at skabe diamanter ud fra grafit. De troede, at hvis formlen for diamant og grafit er den samme, så vil de være i stand til at skabe en diamant, fordi stenen er meget dyr og sjælden. Nu ved vi, at diamantmineralet dukker op i naturen ved højt tryk og øjeblikkelig afkøling. Derfor besluttede videnskabsmænd at sprænge grafit og derved skabe de nødvendige betingelser for dannelsen af diamant. Og faktisk skete der et mirakel, efter eksplosionen dannede der sig meget små diamantkrystaller på grafitten.
Anvendelse af grafit og diamant
I dag bruges både grafit og diamant hovedsageligt i industrien. Men omkring 10 % af al diamantproduktion går til smykker. Oftest er blyanter lavet af grafit, da det er meget skrøbeligt og skørt, samtidig med at det efterlader mærker.
