Diferença entre grafite diamante e fulereno

o diferença chave entre grafite de diamante e fulereno é que o diamante possui uma estrutura cristalina cúbica e a grafite possui uma estrutura hexagonal de cristal, enquanto o fulereno ocorre como uma grande molécula esferoidal.

Diamante, grafite e fulereno são diferentes alótropos do elemento químico carbono. Todos esses compostos possuem apenas átomos de carbono na composição, mas o arranjo dos átomos de carbono difere um do outro.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é diamante  
3. O que é grafite
4. O que é o fulereno
5. Comparação Lado a Lado - Diamante vs Grafite vs Fulereno em forma de tabela
6. Resumo

O que é diamante?

O diamante é um alótropo de carbono, que possui a estrutura de cristal cúbico do diamante. Está no estado sólido na temperatura e pressão padrão. Além disso, possui a maior dureza entre todos os materiais e maior condutividade térmica. Os diamantes se enquadram na categoria de minerais nativos e geralmente sua cor é amarela, marrom ou cinza a incolor. Além disso, a clivagem deste material é perfeita em quatro direções e a fratura é irregular. A faixa mineral de um diamante é incolor. Ao considerar as propriedades ópticas, o diamante é isotrópico.

Figura 01: Diamante

Neste material, os átomos de carbono são sp³ hibridizado. Cada átomo forma um tetraédrico com outro átomo. As estruturas tetraédricas são rígidas e as ligações entre os átomos são muito fortes. Além disso, o diamante tem o maior número de átomos em um volume unitário do material.

O que é grafite?

A grafite é um alótropo de carbono com estrutura cristalina hexagonal. O composto ocorre naturalmente como minérios de grafite; então, podemos obter esse material através da mineração. É o alótropo mais estável de carbono na temperatura e pressão padrão. Além disso, sob condições de temperatura e pressão muito altas, a grafite pode se transformar em diamante. Possui alta condutividade elétrica.

Figura 02: Grafite

A grafite também se enquadra na categoria de minerais nativos. A cor pode variar de preto-ferro a cinza-aço. Além disso, a clivagem deste material é basal e a fratura é escamosa. A dureza é muito baixa e possui um brilho metálico e terroso. A faixa mineral da grafite é preta. Ao considerar as propriedades ópticas, a grafite é uniaxial.

O que é o fulereno?

O fulereno é um alótropo de carbono que possui uma grande estrutura esférica. Os átomos de carbono neste alótropo se conectam através de ligações simples e duplas. Além disso, a estrutura esférica é uma malha fechada ou parcialmente fechada com anéis fundidos contendo 5 a 7 átomos de carbono. Eles são sp² átomos hibridizados. No entanto, a estrutura possui uma tensão angular entre átomos.

Figura 03: Estrutura da esfera de fulereno

Além disso, os fulerenos são solúveis em solventes orgânicos, incluindo tolueno, clorobenzeno, etc. Geralmente, este material é um isolador elétrico.

Qual é a diferença entre grafite diamante e fulereno?

Diamante, grafite e fulereno são alótropos de carbono. A principal diferença entre grafite de diamante e fulereno é que o diamante tem uma estrutura de cristal cúbico de diamante e a grafite tem uma estrutura de cristal hexagonal, enquanto o fulereno ocorre como uma grande molécula esferoidal. Além disso, o diamante é o material mais difícil de ocorrer na Terra, mas a grafite e o fulereno têm dureza comparativamente baixa.

Além disso, outra diferença entre grafite de diamante e fulereno é que os átomos de carbono de um diamante são sp³ hibridizados mas, em grafite e fulereno, são sp² hibridizado. Ao considerar a geometria em torno de um átomo de carbono, em diamante, é tetraédrico e em grafite, é um plano trigonal enquanto, em fulereno, é esférico.

Resumo - Diamante vs Grafite vs Fulereno

Diamante, grafite e fulereno são alótropos de carbono. Em resumo, a principal diferença entre grafite de diamante e fulereno é que o diamante tem uma estrutura de cristal cúbico de diamante e a grafite tem uma estrutura de cristal hexagonal, enquanto o fulereno ocorre como uma grande molécula esferoidal.

Referência:

1. "Grafite". Geologia, disponível aqui.
2. "Diamante". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 13 de julho de 2019, disponível aqui.

Cortesia da imagem:

1. “Diamantes de bigorna de Vickers” Por R. Tanaka - (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Graphite-233436” Por Rob Lavinsky, iRocks.com - (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. “C60a” - O carregador original foi o Mstroeck na Wikipedia em inglês. As versões posteriores foram carregadas por Bryn C em en.wikipedia. - Transferido de en.wikipedia para o Commons (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia