Hvordan kan forskellige former for en solid have klarheder som grafit og diamant?

Du stiller et godt spørgsmål om, hvordan forskellige former for det samme element kan have så drastisk forskellige egenskaber, som grafit og diamant. Denne forskel kommer ned til krystalstruktur .

Her er en sammenbrud:

* Både grafit og diamant er udelukkende lavet af carbonatomer. Dette er deres eneste almindelighed på atomniveau.

* krystalstruktur er nøglen: Arrangementet af disse carbonatomer inden for det faste stof er det, der bestemmer deres meget forskellige egenskaber.

* grafit: I grafit er carbonatomer arrangeret i flade ark, der danner hexagonale ringe som honningkage. Disse ark holdes svagt sammen af ​​van der Waals -styrker. Denne svage binding gør det muligt for arkene at glide let over hinanden, hvilket gør grafit blød og glat, perfekt til blyantleder.

* diamant: I diamant er hvert carbonatom bundet til fire andre carbonatomer i en stærk, tredimensionel tetrahedral struktur. Dette skaber et meget stift, hårdt og gennemsigtigt materiale, hvilket gør det velegnet til smykker og industrielle værktøjer.

for at opsummere:

* grafit: Blød, glat, uigennemsigtig, god leder af elektricitet

* diamant: Hård, gennemsigtig, dårlig leder af elektricitet

Andre eksempler:

* Elementær svovl: Det findes i forskellige former som rhombisk svovl (gul, sprødt) og monoklinisk svovl (nållignende krystaller).

* jern: Jern kan eksistere som kropscentreret kubisk (BCC) og ansigt-centrerede kubiske (FCC) strukturer, hver med forskellige egenskaber.

Konklusion: Selvom atomerne i sig selv er de samme, definerer og bundet i en solid, hvordan atomer er arrangeret og bundet inden for en solid og kemiske egenskaber. Det er som at have de samme byggesten, men bygge helt forskellige strukturer!