ダイヤモンドとグラファイトは、化学的には同一の 2 つの鉱物ですが、物理的には大きく異なります。どちらも同じ元素である炭素で構成されています。ダイヤモンドは結晶構造を持つ炭素の固体形態ですが、グラファイトは六角形のパターンを持つ炭素の結晶形態です。多形体には、ダイヤモンドとグラファイトが含まれます。化学的に同じでも物理的に異なる鉱物は、多形と呼ばれます。
ダイヤモンド
ダイヤモンドは、ダイヤモンド キュービックとして知られる結晶構造に原子が配置された、天然に存在する炭素の固体形態です
炭素の各原子は、他の 4 つの炭素原子に囲まれており、すべての結合の中で最も強い共有結合によって接続されています
既知の鉱物の中で最も硬い
ダイヤモンドは最も人気があり、高価な宝石です。多くの文化では、女の子にダイヤモンドとの結婚を提案する習慣があり、それが需要を生み出しています
ダイヤモンドの構造
ダイヤモンドには結晶構造があります
立方体構造です
ダイヤモンドの結晶構造は FCC または面心格子です
格子は、結晶形成粒子の構造を定義する組織化された点のセットです
面心または FCC、体心または BCC、六方最密充填 HCP の 3 種類の格子構造があります
ダイヤモンドのすべての炭素原子は、強力な化学結合によって他の 4 つの炭素原子と結合し、結晶全体で四面体構造を形成しています
Sp ハイブリダイゼーションは炭素原子ハイブリダイゼーションの一種です
ダイヤモンドは強力な共有結合で三次元ネットワークを作ります
ダイヤモンド
発生
ダイヤモンドは、私たちが目にするような輝く形では存在しません。通常の石と同じです。
ダイヤモンドは次の 2 種類の鉱床で産出されます。
火山パイプはキンバーライト パイプとも呼ばれます
ダイヤモンド パイプの侵食によって形成された漂砂鉱床
ダイヤモンドの用途
ダイヤモンドは、切断、穴あけ、研削などに使用されるツールの作成に使用されます
ジュエリーの製造に使用されます
ダイヤモンドは、外科医が白内障の除去に使用する高精度器具などの医療器具にも使用されています
グラファイト
グラファイトは炭素で構成される鉱物で、石墨または黒鉛としても知られています
六方晶構造系を持つ天然の結晶形の炭素です
黒鉛は変成岩と火成岩で報告されています
鉛筆や冶金の製造に使用
炭素が地殻内で熱と圧力にさらされると、グラファイトが形成されます。
グラファイトの構造
黒鉛は、炭素物質を含む堆積岩の変成作用によって形成されます
グラファイトの層状構造は、広い間隔で水平シートに編成された 6 つの炭素原子のリングで構成されています
結果として、八面体または四面体系で結晶化するダイヤモンドとは対照的に、グラファイトは六方晶系で結晶化します
それらは濃い黒から灰色で、不透明で柔らかい
黒鉛の種類
産出と鉱石に基づいて、さまざまな種類のグラファイトが存在します。
アモルファスグラファイト:非常に細かいフレーク構造です。
熱分解グラファイト:グラファイト シート間の角度の広がりが 1° 未満のグラファイトと呼ばれます。
グラファイトの発生
黒鉛は地球の地殻に自然に存在し、地球の表面にあるほとんどは収束プレート境界で作られています
グラファイトは大理石、石灰岩、片岩に存在します
グラファイトは、これらの鉱物の採掘と破砕によって除去され、その後、浮選または比重分離によって分離されます
グラファイトの用途
グラファイト粉末は、分散材料または粉末の形で潤滑剤として使用されます
黒鉛は鉛筆によく使われます
電気の良導体であるため、電解槽の炭素電極の製造に使用されます
融点が高いため、黒鉛るつぼの製造に利用されます
多くのモデレーターと原子炉に含まれています
結論
ダイヤモンドとグラファイトはわずかに異なる 2 種類の炭素です。ダイヤモンドは硬い鉱物ですが、グラファイトは柔らかい鉱物です。ダイヤモンドは地球のマントルで発見され、グラファイトは地球の表面近くで見つけることができます。それらは同じ構成を共有していますが、構造が異なります。
グラファイトの使用は、電極やその他のアイテムの製造に最も多く使用されています。合成黒鉛は、石油コークスやコール タールなどの炭素が豊富な材料を加熱することによっても生成できます。
ダイヤモンドは主に宝飾品産業、自動車産業、医薬品、美容製品で使用されています。合成ダイヤモンドは研究所で作られ、CVD (化学蒸着) などの人工プロセスによって製造された人工ダイヤモンドです。
