La esencia de la respuesta ya está capturada por las respuestas aquí, pero agregando más detalles …
- El diamante y el grafito están formados por átomos de carbono, excepto que tienen diferentes formas físicas y propiedades, debido a la naturaleza de los enlaces formados entre los átomos de carbono.
- En el diamante, los 4 electrones de valencia de un átomo de carbono forman enlaces covalentes (enlaces sigma) con átomos de carbono adyacentes. Los electrones de un solo átomo de carbono están dispuestos en orbitales que forman las cuatro esquinas de un tetraedro (debido a la hibridación sp3). Todos los enlaces son de la misma longitud: 1,54 Angstroms y con el mismo ángulo de enlace (109,47 grados). Son los enlaces covalentes los que le dan fuerza al diamante .
- En el grafito, 3 electrones de valencia de un átomo de carbono forman enlaces covalentes (enlaces sigma) con átomos de carbono adyacentes. Los electrones de un solo átomo de carbono están dispuestos en orbitales formando los vértices de un triángulo que se encuentra en un plano (debido a la hibridación sp2). Sin embargo, el cuarto electrón de valencia está débilmente unido a los tres átomos de carbono vecinos y es libre de moverse, no solo dando al grafito su conductividad, sino también estabilizando la capa. Este electrón hace que la distancia carbono-carbono en la capa sea 1.42 Angstroms en comparación con 1.54 Angstroms en el diamante. Sin embargo, estas capas se mantienen unidas por las débiles fuerzas de Van der Waals (el componente de dispersión de Londres). Estas capas están separadas 3.4 Angstroms. Es el hecho de que las capas están unidas por fuerzas débiles de Van der Waals que hacen que el grafito sea blando . Tenga en cuenta que cada capa de grafito en sí es bastante fuerte; de hecho, el grafeno no es más que una de estas capas (es decir, una capa gruesa de átomos de carbono).
Fuente de imagen. Alótropos de carbono
Referencias
Propiedad de diamantes y grafito, Technion, Instituto de Tecnología de Israel
Enlace Sigma
Hibridación orbital
Distancia entre átomos de carbono
¿Cómo pueden ser tan diferentes el grafito y el diamante si ambos están compuestos de carbono puro? Scientific American 2007
Fuerza de Van der Waals, Princeton
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