はじめに

ダイヤモンドと黒鉛は共に炭素Cの同素体であり、その違いをテストで問われることが多い。今回は、ダイヤモンドと黒鉛の違いを「性質上の違い」と「構造上の違い」に分けてまとめたので、是非理解しておこう!


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ダイヤモンドは非常に硬く、黒鉛は軟らかくはがれやすい

まずは、構造上の違いから。

ダイヤモンドは、無数の炭素原子が(非常に強い結合である)共有結合により繫がり、立体的な網目状構造の巨大分子を形成している。従って、非常に“硬い”状態になっている。

これに対して黒鉛は、炭素原子が網目状の平面構造を作り、その平面同士が(非常に弱い力である)ファンデルワールス力によって繫がって形成されている。従って、ダイヤモンドに比べて軟らかく、(ファンデルワールス力で繫がっている部分が切れやすいので)薄くはがれやすい状態になっている。

ダイヤモンドに電気伝導性はないが、黒鉛にはある

次は化学的性質の違いについて。

ダイヤモンドは、炭素が持つ4コの価電子を全て共有結合に使っている。
これに対して黒鉛は、3コの価電子を共有結合に使い、残り1コは余っている状態になっている。
従って、この余った電子が結晶中を自由に移動できるので(金属結合の自由電子的な感じだね)黒鉛は電気をよく通す。


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関連:同素体を知ろう。

ダイヤモンドと黒鉛以外にも、同素体の組み合わせは多く存在する。代表的なものを以下のページで紹介しているのでこの機会にまとめて押さえておこう!

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