Debido a que todo depende de la disposición molecular de la sustancia en cuestión. Diamante y grafito tienen los átomos de carbono dispuestos en diferentes estados de hibridación y, por lo tanto, su estructura molecular es diferente entre sí. En el diamante, cada átomo de carbono está unido a sus vecinos como los puntos de una pirámide. En el grafito (carbón) los átomos están conectados entre sí en planos. Los planos planos pueden absorber la luz de todas las longitudes de onda (colores), mientras que las pirámides que se encuentran en los diamantes no pueden absorber ninguna luz visible y, como resultado, son transparentes. La razón de la diferencia es que los electrones en las grandes láminas planas de grafito pueden “agitarse” a muchas frecuencias, pero los electrones fuertemente unidos y restringidos en el diamante no son libres de “agitarse” y, por lo tanto, no pueden absorber la luz. La respuesta está en la estructura de bandas de los dos materiales. La estructura de la banda describe cómo están unidos los electrones en un sólido y qué otros estados de energía están disponibles para ellos. Muy simplemente, la brecha de banda para los diamantes transparentes es muy amplia. Normalmente, el diamante no es un conductor: todos los electrones viven en el “banda de valencia”, y necesita un fotón con al menos 5.4 eV de energía para empujar un electrón en la banda de conducción. En el proceso, ese fotón sería absorbido. Un fotón con menos energía no puede dar su energía a un electrón, porque ese electrón “no tiene a dónde ir”. Y dado que la luz visible tiene energías de entre 1.65 y 3.1 eV, solo los fotones UV tienen suficiente energía para ser absorbidos por el diamante puro. Por el contrario, el grafito es un conductor. Como conductor, ya tiene electrones en la banda de conducción. Sabes esto, porque incluso un pequeño voltaje dará lugar a una corriente; esto nos dice que los electrones no necesitaban ser “levantados” en la banda de conducción primero. Y dado que los electrones absorberán cualquier cantidad de energía fácilmente, el material absorbe todas las longitudes de onda de la luz, lo que lo hace negro.
El calor y la presión transforman el carbón en diamante, pero es el cambio en la estructura cristalina lo que produce el cambio de color. El grafito está compuesto de láminas planas de carbono similares al esquisto y básicamente continúa en todas las direcciones hasta el final de la lámina. El diamante es un cristal de 7 carbonos, que es tridimensional y, por lo tanto, le da al cristal propiedades refractantes de luz. El color es el resultado de la absorción de luz o el reflejo de la luz. El negro significa que se absorben todos los colores posibles y el blanco significa que todos los colores se reflejan. En el caso del diamante, es claro porque la luz lo atraviesa.
- ¿Qué elementos son líquidos a temperatura ambiente?
- ¿Cómo puede funcionar un motor con nitrógeno líquido?
- ¿Qué ventajas tienen las baterías de iones de sodio sobre las baterías comerciales de iones de litio?
- ¿Cómo se extraen los no metales?
- ¿Cuáles son los grupos funcionales ácidos?
