Diemwnt synthetig

Mae mwynoleg yn ein hysbysu bod graffit a diemwnt yn rhannu'r un elfen gemegol: carbon. Oherwydd bod eu strwythurau crisial gwahanol, mae graffit yn feddal, tra bod diemwnt yn galed.

Gadewch imi egluro ymhellach:

Mae strwythur y diemwnt yn drefniant ciwbig wyneb-ganolog sy'n cynnwys tetrahedrol, lle mae atom carbon canolog pob tetrahedron wedi'i fondio'n cofalent mewn cysylltiad cryf, uniongyrchol â'r pedwar atom carbon yn y fertigau. Oherwydd natur dirlawn a chyfeiriadol bondiau cofalent, mae'r strwythur yn dod yn eithriadol o gadarn.

I egluro ymhellach:

Nodweddir fframwaith diemwnt gan dellt ciwbig wyneb-ganolog sy'n cynnwys tetrahedra rhyng-gysylltiedig. O fewn pob tetrahedron, mae'r atom carbon canolog yn ffurfio bondiau cofalent gyda'r pedwar atom carbon amgylchynol yn y corneli.

Mae priodweddau cynhenid ​​bondiau cofalent, yn benodol eu dirlawnder a'u cyfeiriadedd, yn cyfrannu at sefydlogrwydd a chryfder eithafol y trefniant hwn.

Dangosir strwythur grisial graffit yn y ffigwr, lle mae'r atomau carbon wedi'u trefnu mewn haenau hecsagonol planar, gyda'r pellter rhwng atomau carbon o fewn y plân yn fach ac wedi'u bondio gan fondiau cofalent, sy'n gryf ac yn gadarn. Mae'r pellter rhwng atomau carbon mewn haenau cyfagos yn fawr, wedi'i fondio gan rymoedd van der Waals, sy'n arwain at wead meddal graffit. Felly, mae graffit hefyd yn iraid.

Egwyddor sylfaenol cynhyrchu diemwnt artiffisial yw newid strwythur hecsagonol haenog graffit yn strwythur ciwbig wyneb-ganolog o ddiamwnt. Mae diemwntau synthetig i gyd yn cael eu trosi o graffit o dan amodau o tua 5.6 i 6 GPa o bwysau a thymheredd o tua 1300 gradd.