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。