Синтетички дијамант

Минералогија нас обавештава да и графит и дијамант деле исту хемијску компоненту: угљеник. Због њихове различите кристалне структуре, графит је мекан, док је дијамант тврд.

Да објасним даље:

Структура дијаманта је кубни распоред са лицем састављен од тетраедра, где је централни атом угљеника сваког тетраедра ковалентно везан у јаку, директну везу са четири атома угљеника на врховима. Због засићености и усмерености ковалентних веза, структура постаје изузетно робусна.

Да додатно разјаснимо:

Дијамантов оквир карактерише кубична решетка са центрирањем лица која се састоји од међусобно повезаних тетраедара. Унутар сваког тетраедра, централни атом угљеника формира ковалентне везе са четири околна атома угљеника на угловима.

Инхерентна својства ковалентних веза, посебно њихова засићеност и усмереност, доприносе екстремној стабилности и снази овог аранжмана.

Кристална структура графита је приказана на слици, где су атоми угљеника распоређени у равним хексагоналним слојевима, при чему је растојање између атома угљеника у равни мало и везано ковалентним везама, које су јаке и чврсте. Удаљеност између атома угљеника у суседним слојевима је велика, везана ван дер Валсовим силама, што резултира меком текстуром графита. Дакле, графит је такође мазиво.

Основни принцип производње вештачких дијаманата је да се слојевита хексагонална структура графита промени у кубну структуру дијаманта са лицем. Сви синтетички дијаманти се претварају из графита у условима притиска од око 5,6 до 6 ГПа и температурама од око 1300 степени.