ความแตกต่างระหว่างเพชรและกราไฟท์ (พร้อมตาราง)

ในนามธรรม มีคาร์บอนบริสุทธิ์อยู่สาม allotropes ได้แก่ เพชร กราไฟต์ และฟูลเลอรีน ด้วยเหตุนี้ กราไฟต์และเพชรจึงเป็นผลึกคาร์บอนสองรูปแบบที่สำคัญที่สุด คุณสมบัติทางเคมีของสารประกอบทั้งสองเหมือนกันและเหนือกว่า และมีลักษณะเป็นเขม่าหรือคาร์บอนแบล็ค

เพชรกับกราไฟท์

ความแตกต่างระหว่างเพชรและกราไฟต์ก็คือ เพชรมีโครงผลึก ซึ่งอะตอมของคาร์บอนถูกจัดเรียงอย่างสมมาตรสามมิติภายในคริสตัล ในขณะเดียวกัน กราไฟต์มีโครงสร้างเป็นชั้น โดยที่วงแหวนของอะตอมของคาร์บอนหกตัวถูกจัดเรียงเป็นแผ่นแนวนอนที่เว้นระยะ นอกจากนี้ เพชรยังเป็นสารแข็ง ในขณะที่กราไฟต์อ่อน

เพชรเป็นรูปแบบผลึกแข็งของธาตุคาร์บอนในธรรมชาติ มีอะตอมของคาร์บอนสี่อะตอมที่พันธะโควาเลนต์ซึ่งกันและกันภายในโครงสร้างเพชร ทำให้มีขนาดค่อนข้างใหญ่ เนื่องจากพันธะโควาเลนต์ จึงต้องใช้พลังงานจำนวนมากในการแยกอะตอมออกจากกัน ด้วยเหตุนี้ เพชรจึงเป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางว่าเป็นวัสดุที่แข็งที่สุดในธรรมชาติ

ในขณะเดียวกันกราไฟต์เป็นอัลโลโทรปที่มีโครงสร้างเป็นชั้นของคาร์บอนบริสุทธิ์ ส่วนใหญ่จะพบเป็นแร่ผลึกสีเทาที่เกิดขึ้นในหินบางชนิด พันธะซิกม่าเกิดขึ้นระหว่างอะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมในกราไฟท์ เนื่องจากกราไฟต์ถูกเชื่อมติดกันในลักษณะนี้ จึงมีความนุ่มและแตกหักง่าย

ตารางเปรียบเทียบระหว่างเพชรและกราไฟท์

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	เพชร	กราไฟท์
คำนิยาม	โดยธรรมชาติแล้ว เพชรเป็นคาร์บอนที่มีลักษณะแข็ง ไม่มีสี และมีลักษณะเป็นผลึกใส	กราไฟต์เป็นอัลโลโทรปของคาร์บอนบริสุทธิ์ที่ส่วนใหญ่พบอยู่ระหว่างหิน ถือว่าเป็นแร่ธาตุในธรรมชาติ
โครงสร้าง	โครงสร้างของเพชรเป็นผลึกขัดแตะ เป็นผลึกสามมิติที่อะตอมของคาร์บอนถูกจัดเรียงอย่างสมมาตร	โครงสร้างของกราไฟท์เป็นชั้นๆ โดยอะตอมของคาร์บอนจะเชื่อมติดกันด้วยพันธะซิกมา
การผสมพันธุ์	มีอะตอมของคาร์บอนทั้งหมดสี่อะตอมในเพชรที่มี sp3 hybridized และทั้งหมดถูกเชื่อมเข้าด้วยกันผ่านพันธะซิกมา	ที่นี่ในกราไฟท์ แต่ละอะตอมถูกพันธะโดยการผสมแบบ sp2 และพันธะซิกมามีบทบาทหลักโดยการผูกอะตอมเข้าด้วยกัน ในขณะที่อะตอมที่ไม่มีคู่สร้างพันธะไพ
โครงสร้างทางเรขาคณิต	เนื่องจากคาร์บอนอิเลคตรอนสี่พันธะ เพชรจึงมีโครงสร้างทรงสี่เหลี่ยมจตุรัส	เนื่องจากคาร์บอนอิเลคตรอนสามพันธะ กราไฟต์จึงมีโครงสร้างเรขาคณิตระนาบ
ใช้	ใช้เป็นวัสดุในการทำเครื่องประดับและเจาะ	ใช้เป็นเซลล์แห้ง อาร์คไฟฟ้า สารหล่อลื่น และไส้ดินสอ

ไดมอนด์คืออะไร?

เพชร ซึ่งเป็นธาตุที่แข็งที่สุดตามธรรมชาติ คือ allotrope ของธาตุคาร์บอน มีอะตอมของคาร์บอนสี่อะตอมที่ถูกพันธะโควาเลนต์กับอะตอมหนึ่งตัวผ่านพันธะซิกมา ทำให้เป็นสารที่ซับซ้อนมาก ในเพชร การแยกอะตอมออกจากกันเป็นเรื่องยากมากเนื่องจากมีพันธะโควาเลนต์ ดังนั้น ความจริงที่ว่าเพชรเป็นวัสดุธรรมชาติที่แข็งที่สุดชนิดหนึ่ง ทำให้ชื่อเสียงของเพชรเพิ่มขึ้นตามสัญชาตญาณ

เพชรที่เก่าแก่ที่สุดที่เคยค้นพบอยู่ในอินเดียในศตวรรษที่สี่ และหลังจากนั้นไม่นาน อัญมณีเหล่านี้ส่วนใหญ่ก็ถูกส่งออกไปยังประเทศต่างๆ ส่งผลให้เกิดความสัมพันธ์ที่ดีระหว่างอินเดียกับประเทศอื่นๆ

ในขณะเดียวกัน พันธะระหว่างคาร์บอนทั้งสี่นั้นมาจากการผสมแบบ sp3 เนื่องจากเพชรมีอิเล็กตรอนสี่ตัวเชื่อมติดกันเป็นอะตอมเดียว พวกมันจึงมีโครงสร้างแบบจัตุรมุข ไดมอนด์เป็นโครงผลึกที่ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนที่มีการจัดเรียงสมมาตรในโครงสร้างสามมิติ

นอกจากนี้ เพชรยังมีคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และทางกลที่ผสมผสานกันได้อย่างน่าประทับใจ ซึ่งรวมถึงความแข็ง ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ การนำความร้อน ความต้านทานไฟฟ้า ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ และความแข็งแรง วัสดุควรทนต่อสารเคมี เข้ากันได้ทางชีวภาพ และ สะท้อนรังสีอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรด

เนื่องจากความทนทานและความมันวาว เพชรจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องประดับ นอกจากนั้น เนื่องจากความแข็ง พวกเขายังใช้ในการตัด เจียร หรือเจาะวัสดุอื่น ๆ

กราไฟท์คืออะไร?

ในขณะเดียวกันกราไฟต์เป็นอัลโลโทรปที่มีโครงสร้างเป็นชั้นของคาร์บอนบริสุทธิ์ ส่วนใหญ่พบเป็นแร่คล้ายผลึกสีเทาซึ่งเกิดขึ้นในหินบางชนิด พันธะซิกมาจับคาร์บอนสามอะตอมเข้าด้วยกันในกราไฟท์ เนื่องจากกราไฟต์ถูกเชื่อมติดกันด้วยวิธีนี้ จึงมีความนุ่มและแตกหักง่าย พูดง่ายๆ ก็คือ เนื่องจากแรง Van der Waals พันธะโควาเลนต์จึงแตกหักง่าย ทำให้กราไฟต์กลายเป็นวัสดุที่อ่อนนุ่มในที่สุด

กราไฟต์ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนสี่อะตอมที่มีการผสมแบบ sp2 ซึ่งแต่ละอะตอมถูกพันธะกับอะตอมอื่นอีกสามอะตอมผ่านพันธะซิกมา ในขณะเดียวกัน อะตอมคี่จะสร้างพันธะไพ ประวัติของกราไฟท์ย้อนกลับไปที่คัมเบรียทางตอนเหนือของอังกฤษเมื่อต้นศตวรรษที่สิบหก อย่างไรก็ตาม ในขั้นต้น มันถูกเข้าใจผิดว่าเป็นถ่านหิน แต่เมื่อถูกความร้อน ก็ไม่ไหม้ ในที่สุดก็มีการค้นพบกราไฟท์

โครงสร้างเรขาคณิตระนาบของกราไฟต์เป็นผลจากอิเล็กตรอนคาร์บอนพันธะสามตัว คุณสมบัติของกราไฟต์ประกอบด้วยจุดหลอมเหลวสูง สัมผัสนุ่มลื่น ลื่น ไม่ละลายในน้ำและสารอินทรีย์อื่นๆ สารที่เป็นมันเงา ทึบแสง และสีดำ

นอกจากนี้ กราไฟต์ยังใช้ในดินสอและสารหล่อลื่น และด้วยค่าการนำไฟฟ้าที่สูง จึงใช้ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น อิเล็กโทรด แบตเตอรี่ และแผงโซลาร์เซลล์

ความแตกต่างหลักระหว่างเพชรและกราไฟท์

บทสรุป

โดยรวมแล้วทั้งกราไฟต์และเพชรเป็นองค์ประกอบที่มีชื่อเสียงของคาร์บอน โดยที่เพชรเป็นสารแข็งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ซึ่งมีความโปร่งใส และใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำเครื่องประดับ ตัด เจียร หรือเจาะสารอื่นๆ ที่มีความแข็งน้อยกว่า ในทางกลับกัน กราไฟต์เป็นแร่ธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งส่วนใหญ่พบในหิน และมีลักษณะทึบแสงและเป็นสีดำในระหว่างช่วงการผลิต กราไฟต์ที่ใช้กันมากที่สุดคือไส้ดินสอและเซลล์ไฟฟ้าเนื่องจากสัมผัสที่นุ่มนวลและมีค่าการนำไฟฟ้าสูงตามลำดับ ตั้งแต่จุดหลอมเหลวไปจนถึงความหนาแน่นสัมพัทธ์ ความแข็ง ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ การนำความร้อน ความต้านทานไฟฟ้า ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ และความแข็งแรง ทั้งกราไฟต์และเพชรล้วนมีความพิเศษในแบบของตัวเอง