Всім відомі такі речовини, як графіт і алмаз. Графіт зустрічається всюди. Наприклад, з нього виготовляють стержні для простих олівців. Графіт – це речовина цілком доступне і дешеве. Але така речовина, як алмаз, вкрай відрізняється від графіту. Алмаз – це найдорожчий камінь дуже рідкий і прозорий, на відміну від графіту. У це важко повірити, але хімічна формула графіту збігається з формулою алмазу. У даній статті ми розберемо, як таке можливо.
Графіт: історія і властивості мінералу
Історія графіту налічує тисячі років, тому точний рік початку його застосування встановити вкрай важко. Графіт знаменитий тим, що добре проводить електричний струм. Крім того, цей мінерал є дуже крихким. Тому з нього виготовляють стержні для олівців.
До хімічних властивостей мінералу можна віднести утворення сполук включення з багатьма речовинами, такими як солі і лужні метали. Мінерал не розчиняється в кислотах.
Формула графіту – C, тобто він є однією з аллотропних модифікацій знаменитого шостого елемента таблиці Менделєєва – вуглецю.
Алмаз: історія і властивості мінералу
Історія алмазу дуже незвичайна. Вважається, що перший алмаз був знайдений в Індії. У той час людство так і не змогло зрозуміти всю силу цього каменю. Геологам було лише відомо, що цей камінь дуже твердий і міцний. До 15 століття алмази коштували набагато менше, ніж смарагди та рубіни. І тільки потім невідомий ювелір в процесі роботи з каменем надав йому красиву ограновування, яку пізніше стали називати діамантової. Ось тоді-то камінь і показав себе у всій своїй красі.
Головним чином алмази використовують у промисловості. Цей мінерал найміцніший на всьому світі, саме тому з нього роблять абразиви, різці для обробки міцних металів і багато що інше.
Як нам вже відомо, формула графіту в хімії – C, таку ж формулу має і алмаз.
Відмінності між алмазом і графітом
Незважаючи на те, що мінерали мають схожі хімічні формули, вони різко відрізняються один від одного як зовнішнім виглядом, так і з хімічної точки зору.
Насамперед, алмаз і графіт мають абсолютно різну один від одного структуру. Адже графіт складається з сітки шестикутників, тоді як алмаз має кубічну кристалічну структуру. Крихкість графіту обумовлюється тим, що зв’язок між його шарами порушити дуже легко, його атоми спокійно відокремлюються один від одного. З-за цього графіт легко поглинає світло, сам він дуже темний, на відміну від алмазу.
Структура алмазу відрізняється тим, що один атом карбону оточений ще чотирма атомами у вигляді чотиригранного трикутника або піраміди. Кожен атом знаходиться на однаковій відстані один від одного. Зв’язок атомів у дуже міцна, саме тому алмаз є таким твердим і міцним. Ще одна властивість алмазу – це те, що він може проводити світло, на відміну від графіту.
Чи дивно, що формула графіту збігається з формулою алмазу, але при цьому мінерали зовсім різні? Ні! Адже алмаз створюється природою при величезному тиску, а потім дуже швидкому охолодженні, тоді як графіт виникає при низькому тиску, але дуже високій температурі.
Що таке алотропні речовини?
Алотропні речовини – це дуже важливе поняття в хімії. Це основа основ, яка дозволяє відрізняти речовини один від одного.
У школі алотропні речовини вивчають на прикладі графіту і алмазу, а також їх відмінності. Отже, вивчивши відмінності алмазу і графіту, можна зробити висновок, що алотропія – це існування в природі двох і більше речовин, які розрізняються по своїй будові і властивостям, але мають схожу хімічну формулу або відносяться до одного хімічного елемента.
Отримання алмазів з графіту
Формула графіту – C – дозволила вченим провести безліч дослідів, внаслідок чого були знайдені алотропні речовини графіту.
Викладачі розповідають і школярам, і студентам про те, як вчені намагалися створити алмази із графіту. Ця історія дуже цікава і захоплююча, а ще вона дозволяє запам’ятати про існування таких аллотропних речовин, як графіт і алмаз, і про їхні відмінності.
Деякий час тому вчені намагалися створити алмази із графіту. Вони вважали, що якщо формула алмазу і графіту однакова, то вони зможуть створити алмаз, адже камінь дуже дорогий і рідкісний. Тепер ми знаємо, що алмаз мінерал з’являється в природі при високому тиску і миттєвому охолодженні. Тому вчені вирішили підірвати ѓрафит, тим самим створивши необхідні умови для утворення алмазу. І насправді сталося диво, після вибуху на графіте утворилися дуже маленькі кристали алмазу.
Застосування графіту і алмазу
На сьогоднішній день і графіт і алмаз використовують головним чином у промисловості. Але приблизно 10 % від усього видобутку алмазів йде на ювелірна справа. Найчастіше з графіту виготовляють олівці, так як він дуже крихкий і ламкий, при цьому залишає сліди.
