Pourquoi les diamants ont une densité supérieure à celle du graphite

Allotropes de carbone

• Carbone pur existe sous différentes formes. Allotropes sont des types de carbone pur qui diffèrent par la façon dont les atomes sont disposés. Graphite et le diamant sont deux allotropes de carbone avec des densités différentes. La densité du graphite est comprise entre 1,9 et 2,3 grammes par centimètre cube. La gamme de densité de diamant est de 3,5 à 3,53 grammes par centimètre cube.

Graphite Structure

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  Les atomes de graphite sont disposées dans une configuration cristalline. Des molécules de graphite sont formés de feuilles en couches d'atomes. Les liaisons covalentes détiennent les atomes dans chaque feuille ensemble dans un réseau hexagonal. Chaque anneau de six atomes de carbone est lié à ses trois voisins les plus proches. Van der Waals faibles, plutôt que des liaisons chimiques, tenir les couches ensemble.

Structure diamant

• Les diamants sont également des structures cristallines. Les atomes des molécules de diamant sont disposées dans une forme tétraédrique. Chaque atome de carbone est lié à ses quatre plus proches voisins. L'angle de ces obligations est de 109 degrés. Lorsque quatre atomes sont liés à cet angle, ils forment un tétraèdre. Ces molécules tétraédriques-forme partagent obligations emboîtement donnent diamants plus grande densité que le graphite.

Haute pression

• Le graphite est plus stable que les diamants sous pression atmosphérique normale en partie parce que les atomes de carbone sont à double liaison et régulièrement espacées. Lorsque la haute pression est appliquée au graphite, le diamant peut se former, car il est plus stable à haute pression que le graphite. La haute pression comprime les atomes dans le graphite et les pousse plus étroitement ensemble. Sous haute pression les atomes de carbone obtiennent une stabilité en réorganisant dans la structure tétraédrique de diamant. Comme les atomes sont poussés ensemble, la substance augmente sa masse par rapport de volume et devient plus dense.