Di Michael E Carpenter | Aggiornato il 24 marzo 2022
Le differenze tra diamanti e grafite sono sorprendenti nell'aspetto, nella durezza e nelle applicazioni tipiche. Tuttavia, se esaminati a livello atomico, i due materiali rivelano un notevole insieme di caratteristiche condivise.
Sia la grafite che i diamanti sono composti da atomi di carbonio puri. Questa composizione chimica condivisa li rende allotropi – diverse forme strutturali dello stesso elemento – insieme al carbonio amorfo (fuliggine o nerofumo). La distinzione sta nel modo in cui ciascun atomo di carbonio si lega ai suoi vicini, producendo proprietà fisiche divergenti.
In entrambi gli allotropi gli atomi di carbonio sono legati da forti legami covalenti che condividono gli elettroni di valenza. Questi legami costituiscono la spina dorsale della struttura di ciascun materiale, determinandone forza, conduttività e reattività.
La grafite fonde a una temperatura straordinaria di 4.200 K, mentre il diamante fonde a 4.500 K. In condizioni di calore estremo e bombardamento di ioni, il diamante può trasformarsi nuovamente in grafite, la forma di carbonio più termodinamicamente stabile in quelle condizioni.
Sia la grafite che i diamanti si trovano naturalmente sulla Terra, sebbene possano anche essere sintetizzati in laboratorio. A differenza delle sue controparti naturali, il carbonio bianco, una forma creata in laboratorio che può dividere in due un raggio di luce, non ha un analogo naturale.
Questi punti in comune sottolineano il motivo per cui entrambi i materiali sono apprezzati in campi diversi, dagli utensili da taglio all'elettronica, nonostante le loro apparenti differenze.
