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Eigenschaft
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Graphit
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Diamant
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Erklärung
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Härte
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Graphit
ist einer der weichsten Stoffe. |
Diamant
ist einer der härtesten Stoffe. |
Die
Kristallstrukturen (siehe nächste Zeile) und die Bindungen zwischen
den Kohlenstoffatomen sind unterschiedlich. |
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Kristall-
struktur
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Synthetischer
Graphit kommt nur in der hexagonalen alpha- Modifikation vor (wabenförmige
ebene C-Schichten in ABAB- Reihenfolge).
In
natürlichen Graphitvorkommen kann bis zu 30% in der rhombischen beta-Modifikation
vorliegen (wabenförmige ebene C-Schichten in ABCABC- Reihenfolge).
Vergleich
der beiden Modifikationen: siehe unten
Die
wabenförmigen Schichten sind nur sehr locker an einander gebunden.
Innerhalb der Schichten ist die Bindung zwischen den C-Atomen stark.
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Natürlicher
und synthetischer Diamant kristallisiert im kubischen System (Würfel,
Oktaeder, usw.)
Zwischen
allen C-Atomen ist eine sehr starke Bindung vorhanden.
Betrachten
Sie die animierten Kristallstrukturen
bei Diamant
und Graphit.
Mit dem Programm Chime
können Sie interaktiv eingreifen.
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Beide
Bindungsarten sind möglich
ABAB-Graphitgitter
Diamantgitter
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Farbe
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Es
sind von Graphit nur schwarze Stoffproben bekannt. |
Die
Farbe von Diamanten variiert von farblos, transparent über verschiedene
Farbtöne bis schwarz, undurchsichtig, je nach Verunreinigung. |
Die
Farbe wird auf die unterschiedliche Bindung zwischen den C-Atomen im Graphit
(delokalisierte Bindung) bzw. im Diamanten (lokalisierte Bindung) zurückgeführt. |
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Schmelz-
punkt
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Graphit
hat keinen Schmelzpunkt, sondern wird oberhalb 2500 °C plastisch verformbar. |
Diamant
schmilzt bei ca. 3550 °C bei Normaldruck. |
Bisher
sind noch keine befriedigende Erklärungen vorhanden. |
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Dichte
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Die
Dichte variiert für amorphen Graphit von 1,8 bis 2,1 g/cm3,
für kristallinen Graphit von 1,9 bis 2,3 g/cm3. |
Die
Dichte variiert von 3,150 bis 3,513 g/cm3. |
Die
Dichteschwankungen sind ungewöhnlich und bisher noch nicht befriedigend
erklärt. |
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Wärme-
leitfähigkeit
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Die
Wärmeleitfähigkeit von Graphit ist etwa so schlecht wie Mangan. |
Die
Wärmeleitfähigkeit von Diamant ist sehr gut (etwa 2 bis 5 mal
größer als Silber und 5 bis 8 mal größer als Gold). |
Es
liegen völlig verschiedene Wärmeleitungsmechanismen vor, die
kompliziert zu erklären sind. |
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Elektrische
Leitfähigkeit
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Polykristalline
Graphit-Proben leiten den elektrischen Strom wie Metalle (etwa 8 x schlechter
als Mangan - das am schlechtesten leitende Metall). |
Synthetische
Diamanten sind Halbleiter, natürliche Diamanten sind entweder sehr
gute Isolatoren oder starke elektrische Halbleiter. |
Die
gute Leitfähigkeit von Graphit wird auf die Bindungsverhältnisse
innerhalb der wabenförmigen Kohlenstoffebenen zurückgeführt.
Die Leitfähigkeit der Diamanten ist noch nicht befriedigend verstanden. |
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Löslichkeit
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Graphit
löst sich besser als Diamant in Metallschmelzen (besonders Eisen,
aber auch Kobalt, Nickel, Chrom und Platin). |
Diamant
löst sich schlechter als Graphit in Metallschmelzen (besonders Eisen,
aber auch Kobalt, Nickel, Chrom und Platin). |
Die
Unterschiede in der Löslichkeit sind noch nicht befriedigend verstanden. |
