ความแตกต่างระหว่าง Diamond Graphite และ Fullerene

2024 ผู้เขียน: Alex Aldridge | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 13:51

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกราไฟต์เพชรและฟูลเลอรีนคือเพชรมีโครงสร้างผลึกเพชรลูกบาศก์และกราไฟต์มีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยม ในขณะที่ฟูลเลอรีนเกิดขึ้นเป็นโมเลกุลทรงกลมขนาดใหญ่

เพชร กราไฟต์ และฟูลเลอรีนเป็นองค์ประกอบทางเคมีของคาร์บอนที่แตกต่างกัน สารประกอบทั้งหมดเหล่านี้มีเพียงอะตอมของคาร์บอนในองค์ประกอบ แต่การจัดเรียงของอะตอมของคาร์บอนนั้นแตกต่างกัน

เพชรคืออะไร

เพชรคืออัลโลโทรปของคาร์บอนซึ่งมีโครงสร้างผลึกเพชรลูกบาศก์ อยู่ในสถานะของแข็งที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐานนอกจากนี้ยังมีความแข็งสูงสุดในบรรดาวัสดุทั้งหมดและมีค่าการนำความร้อนสูงสุดเช่นกัน เพชรจัดอยู่ในหมวดหมู่ของแร่ธาตุพื้นเมือง และโดยทั่วไปแล้วจะมีสีเป็นสีเหลือง สีน้ำตาล หรือสีเทาจนถึงไม่มีสี นอกจากนี้ ความแตกแยกของวัสดุนี้สมบูรณ์แบบในสี่ทิศทาง และการแตกหักนั้นไม่ปกติ ริ้วแร่ของเพชรไม่มีสี เมื่อพิจารณาคุณสมบัติทางแสง เพชรมีค่า isotropic

รูปที่ 01: เพชร

ในวัสดุนี้ อะตอมของคาร์บอนคือ sp^{3 ไฮบริด อะตอมแต่ละอันก่อตัวเป็นจัตุรมุขกับอีกอะตอมหนึ่ง โครงสร้างจัตุรมุขนั้นแข็งและพันธะระหว่างอะตอมนั้นแข็งแกร่งมาก นอกจากนี้ เพชรยังมีจำนวนอะตอมมากที่สุดในปริมาตรหน่วยของวัสดุ}

กราไฟท์คืออะไร

กราไฟต์คืออัลโลโทรปของคาร์บอนที่มีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยม สารประกอบนี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติในรูปของแร่กราไฟต์ ดังนั้นเราจึงสามารถรับวัสดุนี้ได้จากการขุด เป็นคาร์บอนอัลโลโทรปที่เสถียรที่สุดที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน นอกจากนี้ ภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิและความดันสูงมาก กราไฟท์สามารถแปลงเป็นเพชรได้ มีการนำไฟฟ้าสูง

รูปที่ 02: กราไฟท์

กราไฟท์ก็จัดอยู่ในหมวดหมู่ของแร่ธาตุพื้นเมืองเช่นกัน สีอาจแตกต่างกันไปจากเหล็กดำถึงเทาเหล็ก นอกจากนี้ ความแตกแยกของวัสดุนี้เป็นฐาน และการแตกหักเป็นขุย ความแข็งต่ำมาก และมีความมันวาวเหมือนดิน แถบแร่กราไฟต์เป็นสีดำ เมื่อพิจารณาถึงคุณสมบัติทางแสง กราไฟท์จะเป็นแกนเดียว

ฟูลเลอรีนคืออะไร

ฟูลเลอรีนคืออัลโลโทรปของคาร์บอนซึ่งมีโครงสร้างเป็นทรงกลมขนาดใหญ่ อะตอมของคาร์บอนใน allotrope นี้เชื่อมต่อกันผ่านพันธะเดี่ยวและพันธะคู่ นอกจากนี้ โครงสร้างทรงกลมยังเป็นตาข่ายปิดหรือปิดบางส่วนซึ่งมีวงแหวนหลอมรวมที่มีอะตอมของคาร์บอน 5 ถึง 7 อะตอม พวกมันคือ sp^{2 อะตอมลูกผสม อย่างไรก็ตาม โครงสร้างมีความเครียดมุมระหว่างอะตอม}

รูปที่ 03: โครงสร้างของ Fullerene Sphere

นอกจากนี้ ฟูลเลอรีนสามารถละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์ รวมทั้งโทลูอีน คลอโรเบนซีน ฯลฯ โดยทั่วไป วัสดุนี้เป็นฉนวนไฟฟ้า

ความแตกต่างระหว่างไดมอนด์กราไฟต์และฟุลเลอรีนคืออะไร

เพชร กราไฟต์ และฟูลเลอรีน คืออัลโลโทรปของคาร์บอนความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกราไฟท์เพชรและฟูลเลอรีนคือเพชรมีโครงสร้างผลึกเพชรลูกบาศก์และกราไฟต์มีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยม ในขณะที่ฟูลเลอรีนเกิดขึ้นเป็นโมเลกุลทรงกลมขนาดใหญ่ นอกจากนี้ เพชรยังเป็นวัสดุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่แข็งที่สุดในโลก แต่กราไฟต์และฟูลเลอรีนมีความแข็งค่อนข้างต่ำ

ยิ่งไปกว่านั้น ความแตกต่างเพิ่มเติมระหว่างกราไฟต์เพชรและฟูลเลอรีนก็คืออะตอมของคาร์บอนของเพชรคือ sp³ ไฮบริด แต่ในกราไฟท์และฟูลเลอรีน พวกมันคือ sp 2 ^{ลูกผสม เมื่อพิจารณาเรขาคณิตรอบๆ อะตอมของคาร์บอน ในเพชร มันคือจัตุรมุข และกราไฟต์ มันคือระนาบตรีโกณ ขณะที่ในฟูลเลอรีน มันจะเป็นทรงกลม}

สรุป – ไดมอนด์ vs กราไฟต์ vs ฟูลเลอรีน

เพชร กราไฟต์ และฟูลเลอรีน คืออัลโลโทรปของคาร์บอน โดยสรุป ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างไดมอนด์กราไฟต์และฟูลเลอรีนคือเพชรมีโครงสร้างผลึกเพชรลูกบาศก์และกราไฟต์มีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยม ขณะที่ฟูลเลอรีนเกิดเป็นโมเลกุลทรงกลมขนาดใหญ่