Grafene:
Il grafene è costituito da un singolo strato di atomi di carbonio disposti in una struttura reticolare esagonale. Ogni atomo di carbonio è legato ad altri tre atomi di carbonio attraverso forti legami covalenti. Questa struttura bidimensionale conferisce al grafene le sue proprietà uniche, come elevata conduttività elettrica e termica, resistenza meccanica e trasparenza ottica.
Diamante:
Il diamante ha una struttura cristallina tridimensionale in cui ogni atomo di carbonio è legato covalentemente ad altri quattro atomi di carbonio, formando un reticolo rigido tetraedrico. Questa disposizione si traduce in un materiale molto resistente e duro, rendendo il diamante la sostanza naturale più dura sulla Terra.
Grafite:
La grafite è composta anche da atomi di carbonio disposti in una struttura reticolare esagonale, simile al grafene. Tuttavia, nella grafite, gli atomi di carbonio sono impilati in strati tenuti insieme in modo lasco dalle deboli forze di van der Waals. Questa struttura a strati consente agli strati di scivolare facilmente uno sull'altro, conferendo alla grafite morbidezza e proprietà lubrificanti.
In sintesi, il grafene è uno strato di atomi di carbonio dello spessore di un atomo disposti in un reticolo esagonale, mentre il diamante ha un reticolo tetraedrico e la grafite ha una struttura a strati con deboli forze di van der Waals tra gli strati. Queste differenze strutturali determinano proprietà fisiche e chimiche distinte per ciascun allotropo del carbonio.
