Waarom diamanten hebben een hogere dichtheid dan Graphite

Dichtheid is een meting van de verhouding tussen massa en volume . Dichtheid hoger voor materiaal dat een grotere massa per volume van de ruimte die ze innemen hebben . De dichtheden van diamant en grafiet , twee vormen van koolstof , verschillen als gevolg van de structurele rangschikking van de atomen . Koolstofatomen in diamanten zijn dichter bij elkaar dan de atomen in grafiet dat diamanten een grotere dichtheid geeft . Carbon Allotropen

zuivere koolstof bestaat in verschillende vormen . Allotropen zijn vormen van zuivere koolstof die verschillen in de manier waarop de atomen zijn gerangschikt . Grafiet en diamant zijn twee koolstof allotropen met verschillende dichtheden . De dichtheid van grafiet varieert tussen 1,9 en 2,3 gram per kubieke centimeter . Het bereik van diamant dichtheid 3,5-3,53 gram per kubieke centimeter .
Graphite Structuur

De atomen van grafiet zijn gerangschikt in een kristallijn patroon . Graphite moleculen bestaan ​​uit gelaagde vellen atomen . Covalente bindingen houden atomen in elk blad samen in een hexagonale array. Elke ring van zes koolstofatomen gebonden zijn drie buren . Zwakke Van der Waals krachten , in plaats van chemische bindingen , houdt de lagen bij elkaar.
Diamond Structuur

Diamanten zijn ook kristallijne structuren . De atomen van diamant moleculen zijn gerangschikt in een tetraëdrische vorm . Elk koolstofatoom gebonden is aan de vier naaste buren . De hoek van deze obligaties is 109 graden . Wanneer vier atomen zijn gebonden onder deze hoek vormen zij een tetraëder . Deze tetrahedraal - vormige moleculen delen in elkaar grijpende obligaties geven diamanten grotere dichtheid dan grafiet .
High Pressure

Graphite is stabieler dan diamanten onder normale atmosferische druk in een deel omdat de koolstof atomen zijn dubbel - gebonden en gelijkmatig verdeeld . Bij hoge druk wordt uitgeoefend op grafiet , diamant kan vormen omdat het beter bestand is tegen hoge druk dan grafiet . De hoge druk comprimeert de atomen in grafiet en duwt ze dichter bij elkaar . Onder hoge druk de koolstofatomen krijgen stabiliteit door het herschikken in tetrahedrale structuur diamant . Als de atomen bij elkaar worden geduwd , de stof verhoogt de massa per volume -verhouding en wordt meer dicht .