Diamant et graphite

Mr.Feynman · 22/08/2006, 20h26

Bonjour a tous ,
j'ai une petite question :

Pour deux minéraux ( diamant et graphite ) composé uniquement de carbone il son radicalement différent (dureté, densité), mais y a t'il une explication ????
Je pense que sa doit être lié a la facon dont les atomes de carbones sont lié, mais avait vous une explication plus aprofondit ??

Merci.

James198 · 22/08/2006, 20h40

Le diamant est cubique est le graphite est hexagonale...je crois. Mais ceci n'est pas la cause des variabilités dans les caractéristiques. Les diamants sont formées dans ce que l'on pourrait nommé la zone de stabilité des diamants. Cette zone se situe sous la croûte terrestre en dessous des vieux cratons archéens (donc une vielle et épaisse croûte). Cette zone plastique est caractéristique car la pression et la température sont très élevé. Le carbone est donc sous forme cristalline à des conditions toutes particulière. Si on cristallise la même roche dans un autre environnement par exemple si la croûte est plus, seul le graphite cristallisera. Le type de volcamisme qui fait remonté tout ça à la surface peut aussi consommé les diamants et les retransformé en graphite mais ça c'est une autre affaire...je pense que je suis pas trop clair

Mr.Feynman · 22/08/2006, 20h47

Donc si j'ai bien compris, tout dépend des conditions dans lesquels ils se sont formée ?

James198 · 22/08/2006, 21h56

C'est à peu près ça...tu peux aller voir ici si tu veux plus de détail

http://scta.uqam.ca/gitologie/mjg3.htm

James198 · 22/08/2006, 21h57

....dans la section kimberlite et lamproite

Mr.Feynman · 22/08/2006, 22h54

Un grand merci pour ta réponse

.
Cette différences de propriétés peut elle s'expliquer au niveau atomiques ?

Tawahi-Kiwi · 22/08/2006, 23h30

Citation:

Posté par Mr.Feynman

Cette différences de propriétés peut elle s'expliquer au niveau atomiques ?

Salut,

Oui, en fait, les conditions de pression et de températures qui permettent la formation de diamant ou de graphite influence directement la structure cristalline.

Sans entrer dans le détail, le graphite, comme son système l'indique (ce n'est pas toujours le cas), a un agencement de ces atomes de type hexagonal compact (debsité : 2,16) alors que dans le diamant, la structure est cubique compact (densité : 3,51). Par unité de volume il y plus d'atomes de carbone dans le diamant que dans le graphite. Celà explique la différences de densité.

Modèle des deux structures; Attention, les échelles ne sont pas les mêmes. (Source : U. Cambridge)

Pour la dureté, celà est lié directement au type de liaison (qui est lui aussi lié à la pression). Dans le diamant, les atomes de carbone sont en coordination 4. Celà veut dire qu'autour de chaque atome de carbone, il y a 4 (un tétraèdre) d'atomes de carbone. Les liaisons chimiques qui permettent un tel polyèdre de coordination sont extrèmement solides. Il s'agit de liaisons covalentes
par hybridation des couches électroniques sp³ qui complète donc les environnements électroniques de chaque atome. Celà donne une dureté exceptionelle. Dans le cas du graphite, la structure est différente, plutot feuiletée ou les liaisons au sein d'un feuillets sont fortes (covalentes) de type sp² mais entre chaque feuillet, la liaison est de type pi et beaucoup moins solide ce qui entraine la faible dureté du graphite et le clivage basal de cette espèce minérale.

Voilà voilà....

T-K

James198 · 23/08/2006, 02h05

Désolé je suis géologue pas minéralogiste, je pouvais pas donné une réponse comme telle.

parapluie · 23/08/2006, 02h54

Une petite coquille de calcaire dans le vocabulaire il me semble : le nombre de plus proches voisins dans une structure cristaline est la coordinence.

J'aurais une question : est ce que l'on peut prévaloir de la rigidité d'une liaison ( de sa "force" ) en étudiant le caractère covalent pur ou non de celle ci ?

Des structures ioniques sans caractère covalent me semblent toute aussi solides... Me trompe je ?

Tawahi-Kiwi · 23/08/2006, 11h18

Citation:

Posté par James198

Désolé je suis géologue pas minéralogiste, je pouvais pas donné une réponse comme telle.

Je le suis aussi (géologue); la minéralogie, c'est comme outil plutot....

Citation:

Posté par parapluie

Une petite coquille de calcaire dans le vocabulaire il me semble : le nombre de plus proches voisins dans une structure cristaline est la coordinence.

c'est juste; en fait, pour etre exact : coordinence = nombre de coordination (d'un site ou d'un atome)

Citation:

Posté par parapluie

J'aurais une question : est ce que l'on peut prévaloir de la rigidité d'une liaison ( de sa "force" ) en étudiant le caractère covalent pur ou non de celle ci ?

Des structures ioniques sans caractère covalent me semblent toute aussi solides... Me trompe je ?

Manifestement, le caractère covalent des liaisons joue un rôle, tant sur ces propriétés physiques (dureté, clivage, tenacité) que chimiques (altération notamment) te la force de liaison est le vecteur principal; maintenant, la caractérisation exacte de ce type de liaison, ça dépasse un peu mon domaine....

Pour ce qui est des liaisons ioniques, il s'agit plus d'interactions électrostatiques et non pas des liaisons aussi marquées que peuvent l'être les covalentes. En minéralogie, on retrouve cette tendance entre force de liaison (type) et dureté; Diamant, Corindon, Quartz sont des espèces minérales aux liaisons uniquement covalentes et il s'agit de minéraux que l'on peut considérer comme dur. Néanmoins, ça pullule d'exceptions donc ce n'est manifestement pas aussi simple que ça!!!

Cordialement,

T-K