Чем отличается углерод (алмаз) от графита?

Алмаз и графит — аллотропные модификации углерода. Состав одинаковый (C), но строение и свойства разные.

Алмаз:

• атомы C в sp³-гибридизации;
• каждый C связан с 4 соседями ковалентной связью под углом 109°;
• образует трёхмерную атомную решётку (тетраэдрическую);
• свойства: самый твёрдый минерал (10 по Моосу), прозрачный, не проводит ток, t°пл ~3500 °C, плотность 3,5 г/см³.

Графит:

• атомы C в sp²-гибридизации;
• каждый C связан с 3 соседями в одной плоскости (шестиугольники);
• слои держатся слабыми ван-дер-ваальсовыми силами;
• негибридные p-электроны образуют общее π-облако вдоль слоя;
• свойства: мягкий (1 по Моосу, легко расслаивается), серый с металлическим блеском, проводит ток в направлении слоя (электроны делокализованы), t°пл ~3800 °C, плотность 2,3 г/см³.

Другие аллотропы C: фуллерены (C₆₀ — футбольный мяч), нанотрубки, графен (один слой графита), карбин.

Превращение алмаз ↔ графит возможно при высоких p и T (синтез искусственных алмазов: p = 5–10 ГПа, T = 1500 °C).