Forme alotropice ale Carbonului - diamantul si grafitul

Alotropia este proprietatea unor elemente chimice de a se prezenta in una sau mai multe forme cristaline (sau moleculare). Ea este determinata de formarea unor molecule cu numar diferit de atomi si modificatii cristaline diferite. Formele alotropice difera prin proprietatile fizice si chimice.

Carbonul este un nemetal, situat in grupa a IV^a. Se noteaza prescurtat C si se gaseste in doua stari alotropice : diamant si grafit.

In cristalul de diamant format din atomi de carbon, atomii din retea se unesc prin legaturi covalente. Fiecare atom de carbon pune in comun cei 4 electroni de valenta cu alti 4 atomi vecini.

In cristalul de carbon, atomii de retea formeaza tot legaturi covalente, dar fiecare atom de carbon pune in comun 3 electroni cu alti 3 atomi vecini.

Covalenta reprezinta numarul de electroni unui atom pusi in comun cu electronii altui atom. Legaturile covalente sunt orientate in spatiu, sunt rigide si mai puternice decat legaturile ionice.

In grafit se gaseste un tip special de retea atomica numita retea statificata, care este o retea atomica hexagonala formata din plane paralele de atomi de carbon.

Diamantul are o retea cubica, iar cristalele de grafit sunt alcatuite din straturi paralele de hexagoane de atomi de carbon, care formeaza o retea stratificata atomica. Atomi de carbon dintr-un plan ocupa colturile unor hexagoane regulate.

Proprietatiile fizice ale diamantului cat si ale grafitului sunt determinate de structura lor. Astfel, atat diamantul cat si grafitul sunt substante in starea de agregare solida. Diamantul nu are culoare, deci este incolor, este transparent si straluciltor, pe cand grafitul este de culoare cenusie, opaca si este unsuros. Duritatea diamantului este de zece ori mai mare decat cea a grafitului. Diamantul este notat cu 10 pe scara Mohs, iar grafitul doar cu 1, putand fi zgariat cu unghia. Pe hartie, grafitul lasa o dar cenusie. Densitatea diamantului este de 3,514 g/cm³, iar cea a grafitului de doar 2,262 g/cm³. Grafitul este bun conducator de caldura si de curent electric, pe cand diamantul nu conduce nici caldura, nici curentul electric. Diamantul, daca este incalzit la 1900^oC, in absenta aurului se transforma in grafit. Nici diamantul, nici grafitul nu pot fi topite. La o temperatura de peste 3500^oC se formeaza direct vapori de atom de carbon. Atat diamantul, cat si grafitul au o reactivitate foarte mica, astfel ele nu reactioneaza chimic cu nici o substanta.

Diamantul este folosit la scule, pietre abrazive, obiecte de podoaba si instrumente optice, iar grafitul este folosit la electrozi pentru cuptoare electrice cu arc, cuve elecrolitice, confectionarea minelor de creion si fabricarea figrelor de carbon.

Masa diamantului, cat si a briliantelor ( o forma mai valoroasa a diamantului) se masoara in carate (1carat = 0,205g). Pretul diamantelor depinde de masa, claritatea si stralucirea acestora.

Primul diamant sintetic a fost obtinut in anul 1955, in Statele Unite ale Americii, incalzind grafit la o presiune mai mare de 100.000 atm. Si temperatura de aproximativ 2800^oC. Diamantele obtinute sunt de culoare neagra, de 0,02g-0,05g; ele se utilizeaza in scopuri industriale.

Bibliografie

manualul de chimie - clasa a IXa

manualul de chimie - clasa a VIIIa

manualul de geografie - clasa a VIa