Matite: un diamante tra le nostre mani.

Sapevate che una semplice mina di una matita è in realtà un diamante mascherato? Proprio così! Infatti la comune mina delle matite non è altro che grafite. Diamante e grafite sono forme allotropiche del medesimo elemento, il carbonio (C).

Ma cosa li rende così diversi? Perchè il diamante è più duro e resistente mentre la grafite è più tenera? La risposta sta nel cosiddetto polimorfismo. Il termine polimorfismo deriva da “poly” cioè “molto” e “morphe” cioè “forme”. Consiste quando due o più minerali, pur avendo stessa composizione chimica, hanno un reticolo cristallino strutturato in modo diverso.

Struttura del diamante e della grafite.

Entrambi i minerali sono costituiti da carbonio (C) ma presentano una struttura diversa nel reticolo cristallino.

La grafite presenta una struttura reticolare a piani paralleli. Qui ogni atomo di carbonio è legato ad altri tre con dei legami di tipo covalente disposti con un angolatura di 120°. I piani reticolari invece sono tenuti assieme mediante i legami di Van der Waals.

Differentemente, il diamante presenta una struttura nel reticolo cristallino con sviluppo tridimensionale. Qui un atomo di carbonio è legato ad altri quattro atomi, che lo circondano nelle tre dimensioni, mediante legami covalenti.

Per una maggiore chiarezza, il legame covalente è il legame più forte in cui due atomi mettono in comune coppie di elettroni. I legami di Van der Waals invece sono meno forti e rappresentano delle forze attrattive o repulsive tra molecole.

Le principali differenze tra i due minerali sono rappresentate da:

  • Colore: tendenzialmente bianco per il diamante mentre grigio per la grafite;
  • Conducibilità elettrica: presente nella grafite ma assente nel diamante;
  • Durezza: molto più elevata nel diamante (X grado della scala di Mohs) per la maggiore compattezza degli atomi di Carbonio;
  • Sfaldabilità: presente nella grafite ma assente nel diamante;

Ma come si formano questi due minerali?

I diamanti si formano ad una profondità di circa 200 km, e perciò nel mantello terrestre. Tutt’ora però gli esatti processi in cui questo minerale viene a formarsi non sono molto chiari. Questi arrivano in superfice mediante eruzioni vulcaniche inclusi all’interno di una particolare roccia, la Kimberlite.

Allo stesso tempo, diamanti molto piccoli sono stati trovati anche in molte meteoriti cadute sulla Terra. Alcuni studiosi ritengono che impatti di grandi meteoriti, avvenuti milioni di anni fa, possano aver prodotto alcuni dei diamanti oggi ritrovati. Ad oggi però non ci sono prove che dimostrano questa ipotesi.

Molto diffusi sono i giacimenti di diamanti come in Brasile e Sudafrica. Questi possono essere di due tipi: primari e secondari. Un giacimento primaro si ha quando il diamante è ancora incluso nella kimberlite. Quelli secondari si hanno invece per effetti erosivi in cui i diamanti vengono staccati dalla roccia madre e trasportati in un ambiente diverso grazie all’azione dell’acqua.

La grafite invece presenta un’origine metamorfica in quanto risulta essere il prodotto della carbonizzazione di sostanza organica. Può però avere anche origine magmatica, infatti è stata trovata in alcune rocce basaltiche e in filoni idrotermali.

La grafite quindi rappresenta l’elemento principale per il funzionamento della matita. Essendoci un legame molto debole tra gli atomi, gli strati di grafite scorrendo si staccano dalla superficie e rimangono aderenti alla carta permettendo così di lasciare un segno.

Si ma quindi posso trasformare la grafite della matita in un diamante? La risposta è si! Però prima che andiate a saccheggiare pacchi di matite, facciamo un pò di chiarezza. E’ possibile sintetizzare la grafite in diamante solo attraverso particolari metodi che richiedono forze, temperature e pressioni molto elevate. Roba praticamente non fattibile in casa. D’ora in poi perciò fate attenzione a dove lasciate le vostre preziose matite! 

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