Teemant ja grafiit on tõeliselt sama aine derivaadid. Spetsialistiks olemata ja vastust ette teadmata on raske isegi ette kujutada, et ainetel oleks ühine päritolu.
Kuid tegelikult on kõik tõsi: rabe, kergesti kooriv, laguneb kerge rõhu all grafiidi hõbehelbeteks ja tahkeks läbipaistvaks teemandi süsinikuks. Kust tuli erinevus nende vahel, miks nad näevad välja erinevad, neil on täiesti erinevad omadused? Teadlased on sellele küsimusele juba ammu vastanud.
Erinevus teemandi ja grafiidi vahel
Mõlemad ained on süsinikud, kuid nende kristallvõre on erinev. Süsinikuaatomil on neli valentselektroni, seetõttu võib see luua teiste ühenditega samalaadsete aatomitega kuni neli ühendit. Teemandi moodustumisel tekivad neli suure tugevusega sidet, kuid see võimalus pole ainus võimalik. Grafiit moodustub siis, kui luuakse kolm tugevat sidet ja neljas on nõrk. Sel juhul moodustavad kolm tugevat kihti ja nõrgad asuvad kihtide vahel, tagades nende nõrga sidumise. Seetõttu lagunevad grafiidi kihid kergesti, mis tegi aine ideaalseks pliiatsi plii loomiseks.
Huvitav fakt: kui inimene kirjutab pliiatsiga, jääb paberile jälge, kuna skaaladel laguneb grafiit.
Grafiit on läbipaistmatu, kuna selle vabad elektronid neelavad valgust sõltumata selle sagedusest. Teemandid erinevad aga selle poolest, et valguse neeldumine toimub ainult aatomite vaheliste sidemete ergastamise sagedusel. Kuna selline sagedusspektri osa ei lange üldse inimsilma nähtavale osale, näevad teemandid läbipaistvad. Aatomite tihe fikseerimine muudab selle tugevaimaks materjaliks, tagab dielektrilised omadused, moodustades loodusliku isolaatori. Grafiit on seevastu dirigent. Juhtivuse näitajad on siiski madalad.
Mis võib olla grafiit ja teemant?
Grafiidi välimus mis tahes kujul jääb peaaegu samaks. See on hall, võib olla peaaegu must, sellel on metalliline läige. Seda ei saa aga metallidele omistada, süsinikku ka ei saa. Surve all laguneb grafiit alati soomustega ja selle jäikus võib varieeruda. Kuid igal juhul ei saa seda teemantidega võrrelda.
Teemanti, see tähendab lihvitud teemanti, vaadates võib täheldada läbipaistvust - kuigi mõned kivid on endiselt ebaselged, kuid neil võib olla ka erinevaid toone. Aga teemantpulber on alati valge, grafiidist jääb see aga mustaks või halliks. Vaatamata looduslike variatsioonide rohkusele on need kaks süsiniku vormi alati väga erinevad, neid on võimatu segada.
Kas grafiiti saab muuta teemandiks?
Erinevad kristallvõred moodustuvad tänu sellele, et mõlemad ained esinevad erinevates tingimustes.Tugevamate sidemete moodustamiseks on vajalikud ekstreemsed tingimused, suurenenud rõhk ja temperatuurid. Praktika on näidanud, et luues need grafiidile, on tõesti võimalik see teemantiks muuta. Juba esimesed katsed võimaldasid saada selliseid osakesi, mis olid sellised. Lisaks leiti planeedi pinnale langenud meteoriitides korduvalt teemantide mikroosakesi - need moodustusid tõenäoliselt just võimsate hävitavate tegurite mõjul.
Inimkond ei saa aga kunstlike meetoditega veel suuri teemante moodustada. Neid moodustab ainult loodus, spetsiaalsetes kimberlite torudes, mis lähevad sügavale maapõue pinna alla. Endiselt on palju vaieldud selle üle, kust need torud pärinevad, kuidas planeet moodustab eriomadustega vääriskivid. Võib-olla räägime kõige võimsamatest elektrilaengutest, mis liiguvad maapõue ja vahevöö vahel - selline hüpotees on olemas. Lõppude lõpuks genereerib planeet tõepoolest pidevalt kõige võimsamaid tektoonilisi energiaid, mis esinevad ka elektrienergia kujul.
Kuid igal juhul näevad teemant ja grafiit erinevad, neil on erinevad omadused just nende kristallvõrede erinevuse tõttu.
