כל ההבדל טמון בסידור המרחבי של האטומים ובקשרים ביניהם!
תמונה אחת שווה 1000 מילים ולכן נתחיל בתמונה:


סידור מרחבי של אטומי הפחמן ביהלום וגרפיט, התמונה לקוחה מויקיפדיה.


היהלום בנוי כשבכה תלת-ממדית של אטומי פחמן עם קשרים חזקים בין השכבות השונות של האטומים.
בגרפיט לעומת זאת יש קשרים חזקים בין אטומי הפחמן של אותה שכבה בלבד.

ביהלום האטומים מסודרים במבנים טטראהדראליים (פירמידות) בהם כל אטום קשור ל-4 שכניו (חלקם מעליו או מתחתיו בסידור המרחבי, תלת-ממדי) בקשרי פחמן-פחמן. מבנה זה מאוד יציב והוא הסיבה לחוזקו ולקשיחותו הגבוהה של היהלום.
הגרפיט לעומת זאת בנוי משכבות של אטומי פחמן; כל אטום קשור ל-3 שכנים מאותה שכבה (דו-ממדי) בקשר פחמן-פחמן. קשרים אלו יוצרים מבנים הקסגוניים (משושים) תוך שכבתיים של האטומים. בנוסף קיימים קשרים חלשים יותר בין השכבות השונות של הגרפיט. תכונות אלו הן הגורמות לגרפיט להיות רך הרבה יותר ויעיל כאמצעי ציור או כתיבה. פעולת הכתיבה גורמת למעשה לשכבות גרפיט להיפרד מהגביש המרכזי (הגרפיט בעיפרון) ולהישאר על הנייר.

אם נשווה את הקשיחות של היהלום לגרפיט הרי שבעוד שהיהלום זוכה בציון 10 (המבחן בודק איזה חומר מסוגל לחרוץ חומר אחר; במבחן זה היהלום הוא החומר הקשיח ביותר) הגרפיט מקבל ציון של פחות מ 1.

מאת: ד"ר מאיר ברק
מחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

4 תגובות

  • ויגדור רכניץ

    הסוד שבחיבור

    הסוד שבחיבור
    הסוד להתחדשות טמון בחיבור. אם בדרגת הדומם, היינו מימן וחמצן = מיים. אם בדרגות מתקדמות יותר כמו זרע וביצית = חיים ואם בדרגות מתקדמות יותר.
    אז מה חדש?
    בחיבור בין רצונות מתוקנים של בני האדם, מגלים הרמוניה שהיא מעבר לסכום חלקי הרצון.
    אם מוח מפותח הוא מוח שבו כמות החיווטים שבין הנוירונים גדולה.
    אם ההבדל בין יהלום לגרפיט טמון בסידור המרחבי של האטומים ובקשרים ביניהם בלבד!
    הרי שנגלה כי כמות ורמות הקשרים שבינינו הם אלו העתידים לקבוע את התפתחותנו.
    אז מדוע זה עדיין לא נגלה?
    משום שחיבור שכזה ידרוש מאתנו לתקן את הרצון שלנו, לשדרג את מערכת ההפעלה הפנימית שלנו.
    ואז - בחיבור שבין רצונות "משודרגים" נגלה את מה שנחשב בגדר סוד.

  • ויגדור רכניץ

    שאלה

    שלום,
    כדוגמת היהלום והגרפיט, האם ניתן לומר כי במוח, ככל שישנם יותר קשרים , כך המוח בעל יכולות גבוהות יותר?
    ומה עם הקשרים בינינו, בני האדם? האם יכול להיות שדווקא אנחנו , יותר מהדומם (יהלום וגרפיט), ויותר מחלק המערכת כמו המוח, אלא דווקא אנו השלמים כשנמצא את הנוסחא המתאימה שתחבר בינינו בצורה נכונה, אז נגלה תופעה חדשה?

  • עירית

    האם ניתן להתיך יהלום?

    אם כן, באיזו טמפרטורה?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאיתן אוקסנברג

    תשובה

    שלום כעיקרון התשובה היא כן, אפשר להתיך יהלום. באחד המאמרים האחרונים בנושא שפורסם במגזין Nature Physics, נמצא שבלחץ של 2.5 טרה פסקל ובטמפרטורות של מעל 50,000 מעלות יהלום ניתך. 

    זה מאוד לא פשוט.

    צריך לציין שעל פי דיאגרמת מצבי הצבירה התיאורטית של פחמן, היהלום ניתך בטמפרטורות של 4000-5000 מעלות צלסיוס (כתלות בשיטת החישוב) ובלחץ של כ-10 ג'גה פסקל, אולם התכה נסיונית של יהלום נעשתה בתנאים שמפורטים לעיל.