Diamante e Grafite: diferenças e semelhanças

Você sabia que o diamante e o grafite são formas cristalinas do mesmo elemento? Sim! Ambos são feitos de carbono. Levando em conta apenas este fato, pensa-se logicamente que ambos seriam similares em muitos aspectos. Mas na verdade são muito diferentes!

Apesar de ambos serem compostos do mesmo elemento, no entanto, o diamante é o mineral mais duro conhecido pelo homem (10 na escala Mohs) e o grafite é um dos mais suaves (menos de 1 na escala Mohs). Como resultado, o diamante torne-se o melhor abrasivo, enquanto o grafite natural é um excelente lubrificante. Outra diferença é de que o diamante é um isolador elétrico, enquanto o grafite é um bom condutor de eletricidade. O diamante geralmente é transparente, mas o grafite é opaco.

Já uma similaridade está no ponto de fusão e ebulição. Os dois minerais precisam de uma grande quantidade de energia para quebrar as ligações entre os átomos de carbono. Outro fato interessante é que os dois minerais surgem a partir da pressão e temperatura impostos sobre o carbono, por isso, ambos podem ser criados sinteticamente, como é o caso do nosso grafite EDM. Veja aqui algumas aplicações do grafite!

Muitas pessoas veem o diamante como um mineral muito mais valioso do que o grafite, mas para nós, da Steelcarbon, o grafite é tão valioso quanto! Isso porque cada um desses minerais tem a sua função e o grafite é um material tão interessante quanto o diamante em muitos aspectos. O grafite é o componente de alta resistência dos compósitos que são usados ​​para construir automóveis, aeronaves, tacos de golfe de alta tecnologia e raquetes de tênis.

Mas por que o diamante é tão rígido e o grafite é tão suave? Além disso, se o grafite é tão “mole”, como pode ser usado como um material de alta tecnologia para tacos de golfe e até aeronaves?

A resposta reside nas diferentes estruturas atômicas do diamante e do grafite. O grafite consiste em camadas ou folhas sobrepostas onde os átomos de carbono possuem ligações fortes no mesmo plano ou camada, mas ligações muito fracas em relação a camada acima ou abaixo.

Os átomos de carbono em diamantes, por outro lado, têm fortes ligações em três dimensões. Em diamantes, os átomos estão muito embalados e cada átomo está conectado a outros quatro átomos de carbono, dando-lhe uma estrutura muito forte e rígida em três dimensões.

No caso do grafite, apenas as ligações entre as camadas são fracas. Ou seja, quando as camadas ou folhas são “enroladas” em fibras, e essas fibras são “torcidas” em fios, a verdadeira força das ligações aparece. Para que os fios ganhem forma, eles são agrupados e mantidos no lugar por um aglutinante, como uma resina epóxi. Os compósitos feitos a partir desse método têm um dos maiores índices força-peso em relação a qualquer outro material.

Abaixo relacionamos uma comparação desses dois minerais:

Estrutura molecular

• Diamante: estrutura covalente gigante, com cada carbono covalentemente ligado a outros quatro átomos de carbono em um arranjo tetraédrico para formar uma estrutura rígida.
• Grafite: estrutura covalente gigante, com cada carbono covalentemente ligado a outros três átomos de carbono em um arranjo hexagonal.

Dureza

• Diamante: Extremamente duro. Devido à disposição rígida e tetraédrica de átomos de carbono.
• Grafite: Suave. As camadas de átomos de carbono deslizam uma sobre as outras, pois são mantidas juntas pelas forças de atração de van der Waals.

Pontos de fusão e de ebulição

• Diamante e grafite: muito alto. É necessária uma grande quantidade de energia para quebrar numerosas e fortes ligações covalentes entre os átomos de carbono.

Condutividade elétrica

• Diamante: isolador.
• Grafite: condutor.