|
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 IVa. 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 1900oC, in absenta
aurului se transforma in grafit. Nici diamantul, nici grafitul nu pot fi
topite. La o temperatura de peste 3500oC 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 bril |