ダイヤモンドとグラファイトの主な違い
ダイヤモンドと黒鉛は、炭素原子のみからなる物質で、その炭素原子の配列が互いに異なることから、炭素の同素体として知られています。
ダイヤモンドと黒鉛は、同じ炭素原子で構成されていても、その構造の違いによって化学的・物理的性質が異なる。
この2つの物質には多くの違いがあるが、ダイヤモンドがsp3混成炭素原子からできているのに対し、黒鉛はsp2混成炭素原子からできていることが大きな違いです。
ダイヤモンドとは
ダイヤモンドは、sp3混成炭素原子からなる非常に安定した炭素の同素体です。
ダイヤモンドの炭素原子の配列は、面心立方結晶構造と呼ばれています。
ここでは、一つ一つの炭素原子が他の4つの炭素原子と結合し、これらの炭素原子もまた他の4つの炭素原子と結合している。
同様に、ネットワーク構造が形成され、ダイヤモンドは硬くて安定した物質となる。
ダイヤモンドの外観は、無色透明で光沢があります。
炭素原子間の化学結合はすべて共有結合です。
そこでは、sp3混成の炭素原子が結合している。
ダイヤモンドの特長は、光の分散性が高いことです。
ダイヤモンドは透明な物質です。
硬度と光の分散性の高さから、ダイヤモンドは工業用途や宝飾品製造に利用されています。
ダイヤモンドは、地球上で発見された鉱物の中で最も硬い物質です。
ダイヤモンドは非常に硬く、透明です。
電気を通さず、融点も高い。
グラファイトとは
黒鉛は、sp2混成の炭素原子からなる炭素の同素体です。
電気伝導性に優れている。
1つの炭素原子が他の3つの炭素原子と結合している。
この炭素原子がまた他の3つの原子と結合し、ネットワーク構造を形成しています。
黒鉛の結晶構造は平面的です。
黒鉛の色は灰色がかった黒です。
不透明な物質です。
黒鉛は硬くない。
触ると柔らかく、滑るような感じがする。
黒鉛の炭素原子はsp2混成原子であるため、炭素原子には非混成のp軌道が存在する。
炭素原子1個につき、1つの非ハイブリッドp軌道が存在する。
そのため、これらの自由なp軌道は、互いに混ざり合って電子雲を形成することができる。
この電子雲は、グラファイトの平面構造に平行につくられる。
この電子雲が、黒鉛の電気伝導性を高めている。
図2:黒鉛
黒鉛は多くの産業分野で利用されている。
黒鉛粉末は乾式潤滑剤として使用される。
また、黒鉛の固形物は電極として使用される。
例えば、リチウムイオン電池の負極は黒鉛電極です。
黒鉛は、化学変化することなく高温に耐えるため、一般的な耐火物です。
黒鉛は鉛筆に使用されています。
ダイヤモンドとグラファイトの違い
定義
ダイヤモンド。
ダイヤモンドは、sp3混成炭素原子からなる非常に安定した炭素の同素体です。
グラファイト 黒鉛は、sp2混成炭素原子からなる炭素の同素体です。
硬度
ダイヤモンド ダイヤモンドは地球上で最も硬い鉱物です。
黒鉛(グラファイト 黒鉛は柔らかい鉱物。
炭素原子の周りの結合の数
ダイヤモンド ダイヤモンドは1つの炭素原子の周りに4つの共有結合があります。
グラファイト。
黒鉛:1つの炭素原子の周りに3つの共有結合があります。
結晶構造
ダイヤモンド ダイヤモンドは面心立方構造。
グラファイト グラファイト:平面構造をしている。
透明性
ダイヤモンド ダイヤモンドは透明です。
グラファイト。
黒鉛は不透明です。
結論
ダイヤモンドとグラファイトは、炭素の同素体です。
これらは化学的、物理的に異なる性質を持っています。
ダイヤモンドとグラファイトの主な違いは、ダイヤモンドがsp3混成炭素原子からできているのに対し、グラファイトはsp2混成炭素原子からできていることである。