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Struttura del diamante

Qual è la struttura del diamante?

L'atomo di carbonio esiste in tre forme allotropiche: diamante, grafite e fullerene.

Tra diamante e grafite, la forma termodinamicamente stabile è la grafite (ΔG°f,grafite = 0,00 kJ/mol ; ΔG°f,diamante = 2,9 kJ/mol).

Il diamante, per la lentezza della trasformazione diamante → grafite, termodinamicamente spontanea, è cineticamente stabile.

Nel diamante ciascun atomo di carbonio è ibridizzato sp3.

I quattro orbitali ibridi sp3 puntano verso i vertici di un tetraedro, disponendosi a 109,5° l’uno dall’altro:

ibridazione sp3

Ciascun atomo di carbonio è legato covalentemente (mediante i quattro orbitali ibridizzati sp3) ad altri quattro atomi C.

Ogni diamante è quindi una molecola unica (solido covalente) costituita da un enorme numero di atomi C distanti 0,154 nm l'uno dall'altro.

struttura del diamante

Struttura del diamante

Proprietà fisiche e chimiche

Riassunte di seguito le principali proprietà fisiche e chimiche del diamante:

  • gli elettroni del diamante sono tutti impegnati nei legami covalenti e pertanto il diamante è un isolante elettrico;
  • se contiene impurezze il diamante può manifestare proprietà di semiconduttore;
  • l'elevato valore dell'indice di rifrazione impartisce al diamante la caratteristica proprietà di decomporre la luce bianca nei suoi colori costitutivi;
  • il diamante ha una eccezionale conducibilità termica dovuta alle vibrazioni delle particelle;
  • il suono si trasmette nel diamante con elevata velocità;
  • riscaldato all'aria il diamante brucia a circa 850 °C;
  • riscaldato nel vuoto, il diamante a circa 1500°C inizia a trasformarsi in grafite.

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