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Il diamante e la grafite

Sai cosa accomuna un diamante e una matita?

Sia il diamante che la mina della matita (grafite) sono fatte di carbonio puro! Ma perché sono così diversi? Perché uno è così duro e resistente l’altra cosi tenera? Questa cosa curiosa è dovuta al polimorfismo!

diamante-grafite

Il polimorfismo

Il polimorfismo (poly= molto, morphe=forme) si ha quando due o più minerali che hanno una composizione chimica identica, e quindi con uguale formula chimica, e che hanno un reticolo cristallino diversamente strutturato.

Questi due minerali sono un esempio tipo di polimorfismo: sono entrambi costituiti da carbonio (C) ma presentano una struttura reticolare diversa.

Nella grafite, che ha una struttura reticolare a piani paralleli facilmente separabili, ogni atomo di carbonio è legato ad altri tre con legami covalenti disposti a 120°. i piani reticolari sono tenuti insieme da legami di Van der Waals.

Il diamante ha una struttura reticolare a sviluppo tridimensionale: un atomo di carbonio è legato con legami covalenti ad altri 4 atomi che lo circondano su tre dimensioni.

Le differenze più evidenti tra questi due minerali sono il diverso colore, la conducibilità elettrica della grafite assente nel diamante, la sfaldabilità della grafite che non c’è nel diamante e la durezza del diamante notevolmente superiore a quella della grafite.

grafite-diamante-struttura

La struttura cristallina del diamante, con gli atomi di C più compatti e legami atomo-atomo più resistenti generati dalla temperatura e dalla pressione di formazione, rendono questo minerale molto duro e resistente.

diamante-grafite-struttura

Come si forma il diamante

Il diamante è carbonio puro cristallizzato a pressioni tra 25000 e 70000 Kg/cm2 e a temperature tra 1500 e 2000 °C
I diamanti si formano a circa 200 chilometri di profondità, quindi nel mantello terrestre. Ad oggi i meccanismi di formazione di questo prezioso minerali non sono del tutto chiari.

I diamanti arrivano in superficie con le eruzioni vulcaniche, ma si salvano dalle elevate temperature della lava soltanto quelli inclusi in una roccia: la kimberlite.

diamante-kimberlite

Giacimenti ed usi del diamante

I giacimenti di diamante possono essere primari o secondari. U giacimento primaro si ha quando il diamante è ancora incluso nella kimberlite. I despositi secondari invece si hanno ad opera dell’erosione: i diamanti vengono “strappati” dalla roccia madre e depositati dall’acqua in un altro ambiente.

Grandi giacimenti di diamante si hanno in Brasile e Sudafrica. Si hanno giacimenti anche i Siberia e Australia.

Il diamante è usato nel settore gemmologico ma anche per la costruzione di strumenti abrasivi, vista la sua eccezionale durezza (X grado della scala di Mohs), come ad esempio le seghe usate per l’estrazione del marmo.

Come si forma la grafite

Anche la grafite, come il diamante, è carbonio puro. Ha generalmente un’origine metamorfica, essendo il prodotto della carbonizzazione di sostanza organica. Può anche avere origine magmatica dato che è stata trovata in pegmatiti e in filoni idrotermali.

grafite

Giacimenti ed usi della grafite

Grandi giacimenti di grafite si hanno in Madagascar, Sri Lanka, Russia e USA. In Italia si hanno giacimenti di grafite in Calabria (Sila) e in Piemonte (Val Chiasone e Val Bormida)

La grafite viene usata produrre mine da matita, coloranti e materiali refrattari.

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Antonio Nirta
Antonio Nirta
Ciao, mi chiamo Antonio Nirta e sono un geologo. Mi sono laureato all'Università di Pisa e dal 2017 svolgo la libera professione. Attraverso i post presenti in questo blog cercherò di trasmettere la mia passione per le Scienze Geologiche e di fornire informazioni che riguardano il bellissimo settore della Geologia.

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