في الملخص ، هناك ثلاثة متآصلات من الكربون النقي ، وهي الماس ، والجرافيت ، والفوليرين. نتيجة لذلك ، يعد الجرافيت والماس أهم شكلين بلوريين من الكربون. علاوة على ذلك ، فإن الخصائص الكيميائية لكلا المركبين هي نفسها ، وهي السخام أو أسود الكربون في المظهر.
الماس مقابل الجرافيت
الفرق بين الماس والجرافيت هو أن الماس يحتوي على شبكة بلورية ، حيث يتم ترتيب ذرات الكربون في تناظر ثلاثي الأبعاد داخل البلورة. وفي الوقت نفسه ، يحتوي الجرافيت على بنية ذات طبقات ، حيث يتم ترتيب حلقات من ست ذرات كربون في ورقة أفقية متباعدة. بالإضافة إلى أن الماس مادة صلبة بينما الجرافيت ناعم.
الماس هو شكل بلوري صلب لعنصر الكربون في الطبيعة. هناك أربع ذرات كربون مرتبطة تساهميًا ببعضها البعض داخل هيكل الماس ، مما يجعلها كبيرة جدًا. بسبب الترابط التساهمي ، هناك حاجة إلى الكثير من الطاقة لفصل الذرات عن بعضها البعض. ولهذا السبب ، يُعرف الماس على نطاق واسع بأنه من أقسى المواد في الطبيعة.
وفي الوقت نفسه ، الجرافيت عبارة عن طبقة متآصلة منظمة من الكربون النقي. يوجد في الغالب كمعدن بلوري رمادي يوجد في بعض الصخور. يتم تكوين رابطة سيجما بين كل ذرة كربون في الجرافيت. نظرًا لأن الجرافيت مرتبط بهذه الطريقة ، فهو ناعم وسهل الكسر.
جدول المقارنة بين الماس والجرافيت
| معلمات المقارنة | الماس | الجرافيت |
| تعريف | في الطبيعة ، الماس عبارة عن شكل بلوري صلب وعديم اللون وواضح من الكربون. | الجرافيت هو تآصل من الكربون النقي يوجد في الغالب بين الصخور. تعتبر معادن في الطبيعة. |
| بنية | هيكل الماس هو شعرية بلورية. إنها بلورة ثلاثية الأبعاد يتم فيها ترتيب ذرات الكربون في تناسق. | يتكون الجرافيت من طبقات ، حيث ترتبط ذرات الكربون ببعضها البعض بواسطة روابط سيجما. |
| تهجين | يوجد إجمالي أربع ذرات كربون في الماس يتم تهجينها sp3 وكلها مرتبطة ببعضها البعض عبر روابط سيجما. | هنا ، في الجرافيت ، يتم ربط كل ذرة عن طريق تهجين sp2 وتلعب رابطة سيجما الدور الرئيسي من خلال ربط الذرات معًا. بينما تشكل الذرة غير المزاوجة رابطة pi. |
| هيكل هندسي | بسبب إلكترونات الكربون الأربعة المترابطة ، فإن الماس له هيكل رباعي السطوح. | نظرًا لثلاثة إلكترونات كربون مرتبطة ، فإن الجرافيت له بنية هندسية مستوية. |
| الاستخدامات | تستخدم كمادة في صناعة المجوهرات والحفر. | تستخدم كخلايا جافة ، قوس كهربائي ، مواد تشحيم ، وأسلاك رصاص. |
ما هو الماس؟
الماس ، وهو أصعب عنصر موجود بشكل طبيعي ، هو تآصل لعنصر الكربون. هناك أربع ذرات كربون مرتبطة تساهميًا بذرة واحدة من خلال روابط سيجما ، مما يجعلها مادة معقدة للغاية. في الماس ، يكون فصل الذرات عن بعضها أمرًا صعبًا للغاية بسبب الترابط التساهمي. لذا ، فإن حقيقة أن الماس هو أحد أصعب المواد الطبيعية تضيف إلى سمعتها بشكل غريزي.
كان أول ما تم اكتشافه من الماس في الهند في القرن الرابع. وبعد فترة وجيزة ، تم تصدير غالبية هذه الأحجار الكريمة إلى بلدان مختلفة مما أدى إلى ارتباط كبير بين الهند ودول أخرى.
وفي الوقت نفسه ، فإن الرابطة بين الكربونات الأربعة عبارة عن تهجين sp3. نظرًا لأن الماس يحتوي على أربعة إلكترونات مرتبطة معًا بذرة واحدة ، فإن لديهم هيكل رباعي السطوح. الماس عبارة عن شبكة بلورية تتكون من ذرات كربون متماثلة مرتبة في هيكل ثلاثي الأبعاد.
علاوة على ذلك ، يحتوي الماس على اندماج مثير للإعجاب من الخصائص الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية ، وتشمل هذه الصلابة ، ومعامل الاحتكاك المنخفض ، والتوصيل الحراري ، والمقاومة الكهربائية ، ومعامل التمدد الحراري المنخفض ، والقوة ، كما يجب أن تكون المادة مقاومة كيميائيًا ، ومتوافقة حيويًا ، و تعكس الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.
يستخدم الماس على نطاق واسع في المجوهرات بسبب متانته وبريقه. بالإضافة إلى ذلك ، وبسبب صلابتها ، فإنها تستخدم أيضًا في قطع أو طحن أو حفر مواد أخرى.
ما هو الجرافيت؟
وفي الوقت نفسه ، الجرافيت عبارة عن طبقة متآصلة منظمة من الكربون النقي. يوجد بشكل أساسي كمعدن رمادي يشبه البلورات ويوجد في بعض الصخور. تربط رابطة سيجما ثلاث ذرات كربون ببعضها البعض في الجرافيت. لأن الجرافيت مرتبط بهذه الطريقة ، فهو ناعم وسهل الكسر. لوضعها في كلمات بسيطة ، بسبب قوى فان دير فال ، من السهل كسر الروابط التساهمية ، مما يجعل الجرافيت في النهاية مادة ناعمة.
يتكون الجرافيت من أربع ذرات كربون تهجين sp2 ، كل منها مرتبطة بثلاث ذرات أخرى عبر روابط سيجما. وفي الوقت نفسه ، تشكل الذرة الفردية رابطة pi. يعود تاريخ الجرافيت إلى كمبريا في شمال إنجلترا في بداية القرن السادس عشر. ومع ذلك ، في البداية ، تم الخلط بينه وبين الفحم ، ومع ذلك ، عندما تم تسخينه ، لم يحترق ، مما أدى في النهاية إلى اكتشاف الجرافيت.
علاوة على ذلك ، ينتج الهيكل الهندسي المستوي للجرافيت من ثلاثة إلكترونات كربون مرتبطة. تتضمن خصائص الجرافيت نقطة انصهار عالية ، ملمس دهني ناعم ، زلق ، عدم قابلية الذوبان في الماء والمواد العضوية الأخرى ، مادة لامعة ، معتم ، سوداء.
إلى جانب ذلك ، يستخدم الجرافيت في أقلام الرصاص ومواد التشحيم ، وبسبب الموصلية العالية ، فإنه يستخدم أيضًا في المنتجات الإلكترونية مثل الأقطاب الكهربائية والبطاريات والألواح الشمسية.
الاختلافات الرئيسية بين الماس والجرافيت
استنتاج
على العموم ، يعتبر كل من الجرافيت والماس من المتآصلات الشهيرة لعنصر الكربون ؛ حيث الماس عبارة عن مواد صلبة تتشكل بشكل طبيعي ، وهي شفافة ، وتستخدم على نطاق واسع في صناعة المجوهرات وقطعها ، وطحنها ، أو حفر مواد أخرى أقل صلابة. وفي الوقت نفسه ، من ناحية أخرى ، فإن الجرافيت عبارة عن معادن طبيعية توجد بشكل أساسي في الصخور ، وهي معتمّة وسوداء المظهر خلال فترة التصنيع. الاستخدام الأكثر شيوعًا للجرافيت هو في خيوط القلم الرصاص والخلايا الكهربائية بسبب ملمسها الناعم والموصلية العالية على التوالي. من نقطة الانصهار إلى الكثافة النسبية ، والصلابة ، ومعامل الاحتكاك المنخفض ، والتوصيل الحراري ، والمقاومة الكهربائية ، ومعامل التمدد الحراري المنخفض ، والقوة ، يتخصص كل من الجرافيت والماس بطريقتهما الخاصة.
