Thứ Tư, 6 tháng 5, 2020

Kim cương và than chì

Kim cương và than chì có sự khác biệt rất lớn về màu sắc, độ cứng, kết cấu, hình dạng, tuy nhiên cả hai lại đều cùng cấu tạo hóa học với nguyên tố cacbon. Điều kỳ diệu gì đã khiến cùng là những dạng thù hình của một nguyên tố nhưng kim cương và than chì lại có sự khác biệt rõ ràng đến vậy.


Qua sự nghiên cứu của các nhà khoa học đã xác minh rằng kim cương và than chì là hai dạng thù hình của nguyên tố cacbon. Trên thực tế có thể xác định được rằng cacbon vô định hình, graphene, lonsdaleit, cacbon ống nano, kim cương fuleren và than chì là các dạng thù hình của cacbon.

Tuy nhiên kim cương và than chì là hai dạng thù hình của các bon phổ biến nhất đặc trưng nhất, được nhiều người biết đến và quan tâm nhất. Bởi sự khác biệt rõ rệt về hình thức, cấu tạo nếu không rõ ràng khó có thể nghĩ rằng kim cương và than chì đề có cùng công thức là C cacbon.

Trong các dạng thù hình của cacbon kim cương là dạng cứng nhất, trong khi than chì lại mềm nhất, đồng thời các tính chất vật lý hóa học của cả hai có thể nói là rất khác biệt.

Vậy kim cương và than chì là các dạng gì, khác nhau như thế nào, tại sao có sự khác nhau như thế.

Sự khác nhau giữa kim cương và than chì

Khi so sánh kim cương và than chì chúng ta sẽ thấy rõ sự khác biệt cũng như nhiều thú vị xung quanh 2 dạng thù hình này.

Than chì còn có tên gọi là Graphit là khoáng vật tự sinh có công thức hóa học là C, màu sắc của than chì là màu đất kim loại, độ cứng 1 - 2 trên thang đo Mohs, hệ tinh thể 6 phương, dạng thường tinh thể 6 mặt khối đặc.

Kim cương Diamond là khoáng vật tự nhiên có công thức hóa học C, hệ tinh thể Isometric Hexoctahedral độ cứng 10 trên thang đo Mohs.

Sự khác nhau giữa kim cương và than chì:
Kim cương là vật liệu cứng nhất còn than chì là một trong những vật liệu mềm nhất.

Kim cương là chất mài mòn siêu hạng, còn than chì là chất bôi trơn rất tốt.

Kim cương là chất cách điện tuyệt hảo, còn than chì là vật liệu dẫn điện.

Kim cương thông thường là trong suốt, còn than chì khá mờ.

Kim cương kết tinh trong hệ lập phương còn than chì kết tinh trong hệ lục giác.

Có thể nói rằng nguyên nhân của sự khác nhau giữa kim cương và than chì phần lớn liên quan đến cấu trúc kết tinh các nguyên tố cacbon trong nó. Vậy cấu trúc của kim cương và than chì là gì, điều gì làm nên sự khác biệt của cả hai.

Cấu trúc của kim cương và than chì

Kim cương và than chì đều được xây dựng dựa trên các anh thợ xây là nguyên tố cacbon, tuy nhiên các anh thợ xây này lại có sự kết hợp, liên kết khác nhau tạo nên sự khác biệt rõ rệt giữa kim cương và than chì.

Nếu ở kim cương các anh thợ xây chọn cách liên kết mạng lưới ở dạng tứ diện mỗi anh nguyên tử cacbon liên kết với 4 anh cacbon khác tạo nên liên kết hóa trị mạnh mẽ tạo sức mạnh độ bền và độ cứng cho kim cương.


Thì ở than chì các anh nguyên tử cacbon lại liên kết ở dạng cacbon bậc 3 tức là một nguyên tử cacbon liên kết với 3 nguyên tử cacbon khác theo dạng 2D không tạo thành cấu trúc vững chắc như kim cương mà xếp thành các lớp với nhau và liên kết giữa các lớp là rất yếu (do lực Van der Waals). Điều này làm cho các lớp liên kết này trượt lên nhau và có thể tách nhau một cách dễ dàng.



Ứng dụng của kim cương và than chì

Kim cương được tìm thấy nhiều nhất ở khu vực xung quanh các miệng núi lửa do được hình thành sâu dưới bề mặt trái đất dưới áp suất và nhiệt độ cao và được đưa lên bề mặt nhờ hoạt động phun trào của núi lửa. Kim cương và than đá cũng có một vài mối liên hệ do điều kiện nhiệt độ và áp suất chính vì thế ở những nơi tìm thấy kim cương bạn cũng có thể tìm thấy than đá

Ứng dụng của kim cương nhiều nhất trong các ngành công nghiệp chế tạo, sản xuất, và công nghiệp chế tác trang sức. Giá trị của kim cương khá cao, những viên kim cương lớn và quý hiếm nhất hiện nay đang có giá trị hơn cả một gia tài của nhiều người.


Than chì có nhiều ở Trung Quốc, Ấn Độ, Brazil được dùng để làm ruột bút chì một vật dụng được sử dụng khá phổ biến, ngoài ra nhờ đặc tính mỏng xốp than chì còn được dùng cho công nghiệp về các chất dẫn điện, chế tạo điện cực, ….

Bạn hãy xem thêm: 

0 nhận xét:

Đăng nhận xét