|
|
صفحة: 65
הקשר בין מבנה הגרפיט והיהלום לבין תכונותיהם המבנה השונה של הגרפיט ושל היהלום מסביר את תכונותיהם השונות : היהלום קשה והגרפיט רך . מדוע ? ביהלום כל אטום קשור בקשרים שיתופיים חזקים 4–ל אטומי פחמן אחרים , כך שנוצר מבנה של סריג ( גביש . ( המבנה הזה של היהלום והקשרים החזקים הקיימים בו הם המקנים לו את קשיותו - היהלום הוא החומר הטבעי הקשה בעולם . בגרפיט המבנה הוא שונה . הגרפיט בנוי משכבות שטוחות של אטומי פחמן הקשורים זה לזה בצורת משושים . השכבות מסודרות זו על גבי זו וביניהן קיימים קשרים חלשים , כך שהן יכולות לזוז ולהחליק זו על גבי זו . המבנה הזה הוא האחראי לכך שהגרפיט הוא חומר רך . היהלום אינו מוליך חשמל , ואילו הגרפיט מוליך חשמל . מדוע ? לפחמן יש 4 אלקטרונים חיצוניים . ביהלום כל אטום פחמן קשור 4–ל אטומים אחרים . כל 4 האלקטרונים החיצוניים של הפחמן משתתפים בקשרים שיתופיים עם אטומים אחרים , ואין אלקטרונים החופשיים לנוע ולהוליך זרם חשמלי . לעומת זאת , בגרפיט כל אטום פחמן קשור רק 3–ל אטומים אחרים , ולכן רק 3 מתוך 4 האלקטרונים החיצוניים משתתפים בקשרים שיתופיים , ובכל אטום פחמן נותר אלקטרון חיצוני אחד החופשי לנוע בין הפחמנים ולהוליך זרם חשמלי . לכן , על אף שהפחמן הוא אל–מתכת , הוא יכול להוליך חשמל בחלק מהצורות השונות שלו , לדוגמה כגרפיט . הידעתם ? יהלום היהלום מוכר לאדם כבר אלפי שנים , אך עד לפני 250–כ שנים לא ידעו שהחומר היקר הזה הוא למעשה צורה אחרת של אותו היסוד שמרכיב את הפחם ואת הגרפיט . בשנת 1772 הצליח אנטואן לבואזיה להוכיח שהיהלום היקר מורכב רק מפחמן . הוא שרף יהלום עם חמצן , ומצא שהתוצר היחיד מהתהליך הזה הוא פחמן דו–חמצני . בחיתוך של חומרים קשים משתמשים בדיסק יהלום העשוי ממתכת ומצופה באבקת יהלום קצה העיפרון העשוי גרפיט הוא רך
|
|