En un diamante, los átomos de carbono están dispuestos tetraédricamente. Cada átomo de carbono está unido a otros cuatro átomos de carbono a 1.544 x 10-10 metros de distancia con un ángulo de enlace CCC de 109.5 grados. Es una estructura tridimensional fuerte y rígida que da como resultado una red infinita de átomos. Esto explica la dureza del diamante, su extraordinaria resistencia y durabilidad, y le da al diamante una densidad más alta que el grafito (3.514 gramos por centímetro cúbico).
Los átomos de carbono en el grafito también están dispuestos en una matriz infinita, pero están en capas. Estos átomos tienen dos tipos de interacciones entre sí. En el primero, cada átomo de carbono está unido a otros tres átomos de carbono y está dispuesto en las esquinas de una red de hexágonos regulares con un ángulo de enlace CCC de 120 grados. Estas disposiciones planas se extienden en dos dimensiones para formar una matriz horizontal “hexagonal”. Además, estas matrices planas se mantienen unidas por fuerzas más débiles conocidas como interacciones de apilamiento. La distancia entre dos capas es más larga (3.347 x 10-10 metros) que la distancia entre los átomos de carbono dentro de cada capa (1.418 x 10-10 metros). El grafito también tiene una densidad más baja (2.266 gramos por centímetro cúbico) que el diamante.
Fuente: ¿Cómo pueden el grafito y el diamante ser tan diferentes si ambos están compuestos de carbono puro?
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Un diamante rayará otros materiales, es un 10 en la escala de Mohs y el mejor conductor de calor, dispersa la luz y es altamente duradero. El grafito, por otro lado, ocupa el primer lugar en la escala de Mohs, es suave y resbaladizo, y aparece de color negro.
