Ikviens zina tādas vielas kā grafīts un dimants. Grafīts ir atrodams visur. Piemēram, no tā tiek izgatavoti stieņi vienkāršiem zīmuļiem. Grafīts ir diezgan pieņemama un lēta viela. Bet tāda viela kā dimants ļoti atšķiras no grafīta. Dimants ir visdārgākais akmens, ļoti rets un caurspīdīgs, atšķirībā no grafīta. Grūti noticēt, bet grafīta ķīmiskā formula ir tāda pati kā dimantam. Šajā rakstā mēs analizēsim, kā tas ir iespējams.
Grafīts: minerāla vēsture un īpašības
Grafīta vēsture sniedzas tūkstošiem gadu senā pagātnē, tāpēc ir ārkārtīgi grūti noteikt precīzu tā lietošanas gadu. Grafīts ir slavens ar to, ka tas ir labs elektrības vadītājs. Turklāt šis minerāls ir ļoti trausls. Tāpēc viņi no tā izgatavo zīmuļu pievadus.
Minerāla ķīmiskās īpašības ietver ieslēgumu savienojumu veidošanos ar daudzām vielām, piemēram, sāļiem un sārmu metāliem. Minerāls nešķīst skābēs.
Grafīta formula ir C, tas ir, tā ir viena no slavenā sestā periodiskās tabulas elementa - oglekļa - alotropiskajām modifikācijām.
Dimants: minerāla vēsture un īpašības
Dimanta vēsture ir ļoti neparasta. Tiek uzskatīts, ka pirmais dimants tika atrasts Indijā. Tolaik cilvēce nevarēja izprast šī akmens pilno spēku. Ģeologi zināja tikai to, ka šis akmens ir ļoti ciets un izturīgs. Līdz 15. gadsimtam dimanti bija daudz mazāk vērti nekā smaragdi un rubīni. Un tikai tad nezināms juvelieris, strādājot ar akmeni, piešķīra tam skaistu griezumu, kas vēlāk kļuva pazīstams kā dimanta griezums. Toreiz akmens parādījās visā savā krāšņumā.
Dimanti galvenokārt tiek izmantoti rūpniecībā. Šis minerāls ir visizturīgākais visā pasaulē, tāpēc to izmanto abrazīviem materiāliem, griezējiem izturīgu metālu apstrādei un daudz ko citu.
Kā mēs jau zinām, grafīta formula ķīmijā ir C, un dimantam ir tāda pati formula.
Dimanta un grafīta atšķirības
Neskatoties uz to, ka minerāliem ir līdzīgas ķīmiskās formulas, tie krasi atšķiras viens no otra gan pēc izskata, gan no ķīmiskā viedokļa.
Pirmkārt, dimantam un grafītam ir pilnīgi atšķirīga struktūra vienam no otra. Galu galā grafīts sastāv no sešstūru režģa, bet dimantam ir kubiskā kristāla struktūra. Grafīta trauslums ir saistīts ar to, ka saiti starp tā slāņiem ir ļoti viegli pārraut, tā atomi ir klusi atdalīti viens no otra. Šī iemesla dēļ grafīts viegli absorbē gaismu un ir ļoti tumšs, atšķirībā no dimanta.
Dimanta struktūra atšķiras ar to, ka vienu oglekļa atomu ieskauj vēl četri atomitetraedriska trīsstūra vai piramīdas forma. Katrs atoms atrodas vienādā attālumā viens no otra. Saites starp atomiem ir ļoti spēcīgas, tāpēc dimants ir tik ciets un stiprs. Vēl viena dimanta īpašība ir tā, ka atšķirībā no grafīta tas spēj vadīt gaismu.
Vai tas ir dīvaini, ka grafīta formula ir tāda pati kā dimantam, bet minerāli ir pilnīgi atšķirīgi? Nē! Galu galā dimantu daba rada milzīgā spiedienā un pēc tam ļoti ātri atdziest, savukārt grafītu rada zems spiediens, bet ļoti augsta temperatūra.
Kas ir alotropās vielas?
Allotropās vielas ir ļoti svarīgs jēdziens ķīmijā. Tas ir pamatu pamats, kas ļauj atšķirt vielas vienu no otras.
Skolā alotropās vielas tiek pētītas, izmantojot grafīta un dimanta piemēru, kā arī to atšķirību. Tātad, izpētot atšķirības starp dimantu un grafītu, mēs varam secināt, ka allotropija ir divu vai vairāku vielu esamība dabā, kas atšķiras pēc to struktūras un īpašībām, bet kurām ir līdzīga ķīmiskā formula vai kas pieder vienam un tam pašam ķīmiskajam elementam.
Dimanta iegūšana no grafīta
Grafīta formula - C - ļāva zinātniekiem veikt daudzus eksperimentus, kuru rezultātā tika atrastas grafīta alotropās vielas.
Skolotāji gan skolēniem, gan studentiem stāsta par to, kā zinātnieki mēģinājuši no grafīta izveidot dimantus. Šis stāsts ir ļoti interesants un aizraujošs, kā arī ļauj atcerēties tādu alotropu vielu kā grafīts un dimants esamību un par toatšķirības.
Pirms kāda laika zinātnieki mēģināja izveidot dimantus no grafīta. Viņi uzskatīja, ka, ja dimanta un grafīta formula ir vienāda, tad viņi varēs izveidot dimantu, jo akmens ir ļoti dārgs un reti sastopams. Tagad mēs zinām, ka dimanta minerāls dabā parādās pie augsta spiediena un momentānas dzesēšanas. Tāpēc zinātnieki nolēma uzspridzināt grafītu, tādējādi radot nepieciešamos apstākļus dimanta veidošanai. Un patiesībā notika brīnums, pēc sprādziena uz grafīta izveidojās ļoti mazi dimanta kristāli.
Grafīta un dimanta uzklāšana
Šodien gan grafītu, gan dimantu galvenokārt izmanto rūpniecībā. Bet aptuveni 10% no visas dimantu produkcijas nonāk juvelierizstrādājumos. Visbiežāk zīmuļus izgatavo no grafīta, jo tas ir ļoti trausls un trausls, vienlaikus atstājot pēdas.
