カーボンとダイヤモンドの違い

炭素は、ダイヤモンドの重要な元素であり、...

炭素は、ダイヤモンドやカーボンの重要な元素である。

炭素は原子番号6、化学記号Cの化学元素で、自然界には炭素の同位体と呼ばれるさまざまな構造で存在しています。これらの構造は、化学元素として炭素だけを含んでいるが、炭素原子の空間的な配置が異なっている。ダイヤモンドも異性体の一種である。また、異性体の物性も異なっている。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. カーボンとは 3. ダイヤモンドとは 4. 横並び比較 - カーボンとダイヤモンドの表形式 5. まとめ

カーボンは何ですか？

炭素は原子番号6、化学記号Cの化学元素で、非金属元素であり、周期表のpブロックに位置している。炭素の電子配置（[He]2s2 2p2）により、炭素原子1個は4つの共有結合を形成することができる。また、この元素には同位体（同じ元素で中性子の数が異なる原子）が存在します。炭素の同位体には、最も多く存在し安定な12Cと、安定だが存在量の少ない13C、そして放射性同位体である14Cがある。

図01：カーボンの異性体

炭素異性体は、炭素原子だけを持つ、空間配置の異なる炭素の構造体である。これらは、自然界に存在する炭素の形である。代表的なものに、ダイヤモンドやグラファイトがあります。どちらも炭素原子のみからなる構造だが、空間配置の違いから物性は異なる。例えば、ダイヤモンドは透明ですが、グラファイトは不透明です。その他、炭素の化学的事実として、以下のようなものがある。

原子番号は6
質量数 12.011
グループ14とステージ2
ピーブロックエレメント
反応性非金属
標準的な温度と圧力で固体である
昇華点3642°C
4600K、10800kPa（三相点にて
最も一般的な酸化状態は「+4」です

ダイヤモンドは何ですか？

ダイヤモンドは、炭素の同素体である。炭素の固体で、3次元的な形状をしている。さらに、各炭素原子は他の4つの炭素原子と共有結合している。この結晶構造は「ダイヤモンド・キュービック構造」と呼ばれている。また、この化合物は、天然素材の中で最も高い硬度と熱伝導性を持っています。そのため、ダイヤモンドは切削工具や研磨工具として産業界で広く使用されています。

図02：ダイヤモンドとグラファイト

ダイヤモンドに関する重要な事実は次のとおりです。

天然鉱物のカテゴリーに属する
カーボンファイバー製リピーターユニット
式質量は12.01g/mol
色は通常、黄色、茶色、グレーから無色です。
不規則・不揃いな骨折
さらに、その鉱物の筋は無色である