Elmas ve Grafit Karbondan Oluşmasına Rağmen Neden Biri Çok Serttir?

Elmas ve grafitin (kurşun kalem ucu) her ikisi de saf karbon atomlarından oluşmasına rağmen, aralarındaki devasa sertlik farkı, karbon atomlarının kristal yapı içinde nasıl bağlandığıyla ilgilidir. Elmas, bilinen en sert doğal maddedir çünkü içindeki her bir karbon atomu, kendisine en yakın dört karbon atomuna çok güçlü "kovalent bağlar" ile bağlanır. Bu, "tetrahedral" adı verilen son derece sağlam, üç boyutlu ve sıkı bir kristal kafes yapısı oluşturur. Bu yapıyı kırmak veya çizmek için bu güçlü bağların kırılması gerekir ki bu da muazzam bir kuvvet gerektirir.

Grafit ise çok yumuşaktır çünkü karbon atomları farklı bir şekilde düzenlenmiştir. Grafitte, karbon atomları altıgen halkalar şeklinde birleşerek düz, iki boyutlu katmanlar veya tabakalar oluşturur. Bu tabakaların kendi içindeki bağlar güçlüdür, ancak tabakalar arasında sadece çok zayıf "van der Waals" kuvvetleri bulunur. Bu zayıf bağlar nedeniyle, grafit katmanları birbiri üzerinden bir iskambil destesi gibi kolayca kayabilir. Kalemle yazdığımızda, kağıda bıraktığımız iz aslında bu kolayca ayrılan grafit katmanlarıdır.

Kelimeler: elmas, grafit, karbon, kimya, kristal yapı, bilim, allotrop