Sintetički dijamant

Mineralogija nas obavještava da i grafit i dijamant dijele istu kemijsku komponentu: ugljik. Zbog njihove različite kristalne strukture, grafit je mekan, dok je dijamant tvrd.

Dopustite mi da dodatno objasnim:

Struktura dijamanta je kubični raspored sastavljen od tetraedra, gdje je središnji atom ugljika svakog tetraedra kovalentno vezan u jaku, izravnu vezu s četiri atoma ugljika na vrhovima. Zbog zasićenosti i usmjerenosti kovalentnih veza, struktura postaje iznimno robusna.

Da dodatno pojasnimo:

Dijamantov okvir karakterizira kubična rešetka usmjerena na površinu koja se sastoji od međusobno povezanih tetraedara. Unutar svakog tetraedra, središnji atom ugljika formira kovalentne veze s četiri okolna atoma ugljika na kutovima.

Inherentna svojstva kovalentnih veza, posebno njihova zasićenost i usmjerenost, doprinose ekstremnoj stabilnosti i snazi ​​ovog rasporeda.

Kristalna struktura grafita prikazana je na slici, gdje su atomi ugljika raspoređeni u planarne heksagonalne slojeve, pri čemu je udaljenost između atoma ugljika unutar ravnine mala i povezana kovalentnim vezama, koje su jake i čvrste. Udaljenost između atoma ugljika u susjednim slojevima je velika, povezana van der Waalsovim silama, što rezultira mekom teksturom grafita. Stoga je grafit također i mazivo.

Osnovno načelo proizvodnje umjetnog dijamanta je promijeniti slojevitu heksagonalnu strukturu grafita u kubičnu strukturu dijamanta usmjerenu na lice. Svi sintetski dijamanti pretvaraju se iz grafita u uvjetima od oko 5,6 do 6 GPa tlaka i temperature od oko 1300 stupnjeva.