Syntetisk diamant

Mineralogi, informerar oss om att både grafit och diamant delar samma kemiska komponent: kol. På grund av deras olika kristallstrukturer är grafit mjuk, medan diamant är hård.

Låt mig förklara ytterligare:

Diamantens struktur är ett ansiktscentrerat kubiskt arrangemang som består av tetraeder, där varje tetraeders centrala kolatom är kovalent bunden i en stark, direkt anslutning till de fyra kolatomerna vid hörnen. På grund av den mättade och riktade naturen hos kovalenta bindningar blir strukturen exceptionellt robust.

För att ytterligare förtydliga:

Diamants ramverk kännetecknas av ett ansiktscentrerat kubiskt gitter som består av sammankopplade tetraedrar. Inom varje tetraeder bildar den centrala kolatomen kovalenta bindningar med de fyra omgivande kolatomerna i hörnen.

De inneboende egenskaperna hos kovalenta bindningar, särskilt deras mättnad och riktning, bidrar till den extrema stabiliteten och styrkan hos detta arrangemang.

Kristallstrukturen av grafit visas i figuren, där kolatomerna är ordnade i plana hexagonala skikt, med avståndet mellan kolatomerna inom planet är litet och bundna av kovalenta bindningar, som är starka och fasta. Avståndet mellan kolatomer i intilliggande lager är stort, bundet av van der Waals krafter, vilket resulterar i den mjuka texturen av grafit. Därför är grafit också ett smörjmedel.

Den grundläggande principen för produktion av konstgjord diamant är att ändra den skiktade hexagonala strukturen av grafit till en ansiktscentrerad kubisk struktur av diamant. Syntetiska diamanter omvandlas alla från grafit under förhållanden på cirka 5,6 till 6 GPa tryck och temperaturer på cirka 1300 grader.