La densité est une mesure de la relation entre la masse et le volume. La densité est plus élevée pour les matériaux qui ont une masse supérieure par volume de l'espace qu'ils occupent. Les densités de diamant et le graphite, deux formes de carbone, diffèrent en raison de la disposition structurale de leurs atomes. Les atomes de carbone dans les diamants sont plus rapprochés que les atomes dans le graphite, ce qui donne une plus grande densité de diamants.
Allotropes de carbone
Il existe de carbone pur sous différentes formes. Allotropiques sont des types de carbone pur qui diffèrent par la façon dont les atomes sont disposés. Graphite et le diamant sont deux allotropies de carbone avec des densités différentes. La densité du graphite est comprise entre 1,9 et 2,3 grammes par centimètre cube. La gamme de densité de diamant est de 3,5 à 3,53 grammes par centimètre cube.
Graphite Structure
Les atomes de graphite sont disposées selon un motif cristallin. les molécules de graphite sont formés de feuilles en couches d'atomes. Les liaisons covalentes détiennent les atomes dans chaque feuille ensemble dans un réseau hexagonal. Chaque anneau de six atomes de carbone est lié à ses trois voisins les plus proches. Van der Waals faibles, plutôt que des liaisons chimiques, tenir les couches ensemble.
Structure de diamant
Les diamants sont également des structures cristallines. Les atomes des molécules de diamant sont disposées en forme de tétraèdre. Chaque atome de carbone est lié à ses quatre voisins les plus proches. L'angle de ces obligations est de 109 degrés. Lorsque quatre atomes sont liés à cet angle, ils forment un tétraèdre. Ces molécules tétraédriques en forme partagent les obligations interverrouillage donnent des diamants plus grande densité que le graphite.
Haute pression
Le graphite est plus stable que les diamants sous la pression atmosphérique normale en partie parce que les atomes de carbone sont à double liaison et régulièrement espacées. Lorsque la haute pression est appliquée au graphite, le diamant peut se former, car il est plus stable à haute pression que le graphite. La haute pression comprime les atomes dans le graphite et les pousse plus étroitement ensemble. Sous haute pression, les atomes de carbone acquièrent la stabilité en réorganisant dans la structure tétraédrique de diamant. Comme les atomes sont poussés ensemble, la substance augmente sa masse par rapport en volume et devient plus dense.