vorrei sapere la differenza tra grafite, carbon black e diamante. tutti contengono carbonio ma quali sono le differenze ?

Le differenze sono essenzialmente nelle caratteristiche fisiche (durezza, conducibilità elettrica …) e sono causate dal tipo di legame fra gli atomi di C, ossia dal tipo di reticolo cristallino che si viene a formare e quindi dall’ibridazione dell’atomo di C.

GRAFITE
La grafite presenta una struttura a strati legati fra loro da deboli interazioni di Van der Waals. Il C è ibridato sp2 all’interno di ogni strato e un elettrone per ogni atomo è delocalizzato su tutto il piano. Questa struttura rende conto sia della conducibilità elettrica (che è anisotropa: conduce lungo i piani ma non “tra” i piani) sia della sfaldabilità del materiale: le interazioni VdW sono molto deboli e si rompono con gran facilità.

DIAMANTE
Nel diamante ogni C è legato tetraedricamente ad un altro C (ibridazione sp3). Si forma dunque una struttura molto compatta che rende conto della durezza (il diamante ha valore 10 sulla scala di Mohs).

NEROFUMO (carbon black)
Non è un vero e proprio stato allotropico: è costituito da strutture simili alla grafite ma meno ordinate.

FULLERENE
E’ il terzo stato allotropico di C. E’ costituito da atomi di C legati fra loro a formare una struttura simile ad un pallone da calcio. Il più noto è il C60 , solido nero cristallino.