¿Por qué los diamantes tienen una densidad superior al grafito?

Escrito por alissa pond mentzer | Traducido por daniela laura arjones
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¿Por qué los diamantes tienen una densidad superior al grafito?
La alta presión hace que los diamantes tengan una mayor densidad que el grafito. (huge diamond image by sumos from Fotolia.com)

La densidad es una medida de la relación entre la masa y el volumen. La densidad es mayor para materiales que tienen una mayor masa por volumen del espacio que ocupan. Las densidades del diamante y el grafito, dos formas de carbono, difieren por la disposición estructural de sus átomos. Los átomos de carbono en los diamantes están más cerca entre sí que los átomos de grafito, lo que da una mayor densidad del diamante.

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Alótropos de carbono

Existe el carbono puro en diferentes formas. Los alótropos son tipos de carbono puro que difieren en la forma en que están dispuestos los átomos. Grafito y el diamante son dos alótropos de carbono con diferentes densidades. La densidad del grafito va entre 1,9 y 2,3 gramos por centímetro cúbico. La densidad del diamante es de 3,5 a 3,53 gramos por centímetro cúbico.

Estructura del grafito

Los átomos de grafito están dispuestos en un patrón cristalino. Las moléculas de grafito se componen de hojas en capas de átomos. Los enlaces covalentes poseen átomos en cada hoja juntos en una matriz hexagonal. Cada anillo de seis átomos de carbono está unido a sus tres vecinos más cercanos. Las débiles fuerzas de Van der Waals, en lugar de enlaces químicos, mantienen las capas juntas.

Estructura del diamante

Los diamantes también son estructuras cristalinas. Los átomos de moléculas de diamantes están dispuestos en una forma de tetraedro. Cada átomo de carbono está unido a sus cuatro vecinos más cercanos. El ángulo de estos bonos es de 109 grados. Cuando cuatro átomos están unidos en este ángulo, forman un tetraedro. Estas moléculas con forma tetraédrica comparten lazos entrelazados que dan a los diamantes mayor densidad que el grafito.

Alta presión

El grafito es más estable que los diamantes bajo presión atmosférica normal, en parte, debido a que los átomos de carbono son de doble enlace y espaciados uniformemente. Cuando se aplica alta presión al grafito, el diamante puede formarse debido a que es más estable a alta presión que el grafito. La alta presión comprime los átomos del grafito y los empuja más estrechamente. En condiciones de alta presión, los átomos de carbono obtienen estabilidad reorganizándose en la estructura tetraédrica del diamante. Como los átomos son empujados juntos, la sustancia aumenta su masa por relación de volumen y se vuelve más densa.

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