Dimants un grafīts patiesi ir vienas un tās pašas vielas atvasinājumi. Neesot speciālistam, iepriekš nezinot atbildi, ir grūti pat iedomāties, ka šīm vielām ir kopīga izcelsme.
Bet patiesībā viss ir taisnība: trausls, viegli lobīgs, nelielā spiedienā sadalās grafīta sudraba pārslās un cietā caurspīdīgā dimanta ogleklī. Kur radās atšķirība starp tiem, kāpēc tie izskatās savādāk, ir pilnīgi atšķirīgas īpašības? Zinātnieki jau sen ir atbildējuši uz šo jautājumu.
Atšķirība starp dimantu un grafītu
Abas vielas ir ogleklis, bet to kristāla režģis ir atšķirīgs. Oglekļa atomā ir četri valences elektroni, tāpēc tas var radīt līdz četriem savienojumiem ar citiem šāda veida atomiem. Dimanta veidošanās laikā rodas četras augstas stiprības saites, taču šī iespēja nav vienīgā iespējamā. Grafīts veidojas, kad tiek izveidotas trīs spēcīgas saites, bet ceturtā - vāja. Šajā gadījumā trīs spēcīgi veido slāni, un vājie atrodas starp slāņiem, nodrošinot to vāju saikni. Tādēļ grafīta slāņi viegli sabrūk, kas padarīja vielu par ideālu zīmuļa svina izveidošanai.
Interesants fakts: kad cilvēks raksta ar zīmuli, uz papīra paliek pēdas grafīta sabrukšanas dēļ uz svariem.
Grafīts ir necaurspīdīgs, jo tā brīvie elektroni absorbē gaismu neatkarīgi no tā frekvences. Tomēr dimanti atšķiras ar to, ka gaismas absorbcija ir tikai pie atomu ierosināšanas frekvencēm. Tā kā daļa no šāda veida frekvenču spektra nav redzama cilvēka acij, dimanti ir caurspīdīgi. Stingrā atomu fiksācija padara to par spēcīgāko materiālu, nodrošina dielektriskās īpašības, veidojot dabisku izolatoru. Turpretī grafīts ir diriģents. Tomēr vadītspējas rādītāji ir zemi.
Kas var būt grafīts un dimants?
Grafīta izskats jebkurā formā paliek gandrīz nemainīgs. Tas ir pelēks, var būt gandrīz melns, ar metāla spīdumu. Tomēr to nevar attiecināt uz metāliem, oglekļa nevar būt. Zem spiediena grafīts vienmēr sadalās ar svariem, un tā stingrība var mainīties. Tomēr jebkurā gadījumā to nevar salīdzināt ar dimantu.
Aplūkojot dimantu, tas ir, slīpētu dimantu, var atzīmēt caurspīdīgumu - lai arī daži akmeņi joprojām ir neskaidri, taču tiem var būt arī dažādas nokrāsas. Bet dimanta pulveris vienmēr būs balts, savukārt no grafīta tas paliek melns vai pelēks. Neskatoties uz dabisko variāciju pārpilnību, šie divi oglekļa veidi vienmēr ir ļoti atšķirīgi, tos sajaukt nav iespējams.
Vai grafītu var pārvērst dimantā?
Atšķirīgas kristālu režģi veidojas tāpēc, ka abas vielas parādās dažādos apstākļos.Lai izveidotu stiprākas saites, nepieciešami ārkārtēji apstākļi, paaugstināts spiediens un temperatūra. Prakse ir parādījusi, ka, izveidojot grafīta materiālus, to faktiski var pārvērst dimantā. Jau pirmie eksperimenti ļāva iegūt tādas sīkas daļiņas. Turklāt meteorītos, kas nokrita uz planētas virsmas, vairākkārt tika atrastas dimanta mikrodaļiņas - tās, iespējams, izveidojās tieši spēcīgu destruktīvu faktoru ietekmes dēļ.
Tomēr cilvēce vēl nevar veidot lielus dimantus ar mākslīgām metodēm. Tos veido tikai daba, īpašās kimberlīta caurulēs, kas iet dziļi zem zemes garozas virsmas. Joprojām notiek daudz diskusiju par to, no kurienes nāk šīs caurules, kā planēta veido dārgakmeņus ar īpašām īpašībām. Varbūt mēs runājam par visspēcīgākajām elektriskajām izlādēm, kas iet starp zemes garozu un mantiju - ir tāda hipotēze. Galu galā planēta patiešām pastāvīgi ģenerē visspēcīgākās tektoniskās enerģijas, kas parādās arī elektrības formā.
Bet jebkurā gadījumā dimants un grafīts izskatās atšķirīgi, tiem ir dažādas īpašības precīzi atšķirību dēļ starp to kristāla režģiem.
