مقایسه الماس و گرافیت

1) رسانایی برق در اثر وجود یکی از این دو عامل به وجود می آید: آ) وجود یون ب) وجود الکترون آزاد.  

الماس رسانای برق نیست چونکه هیچ یک از این دو عامل را ندارد. در بلور الماس هر یک از اتمهای کربن به وسیله چهار اتم دیگر احاطه شده و جامد مشبک غول‌آسایی به وجود می‌آورند.هر یک از دو اتم مجاور در بلور الماس، به وسیله یک پیوند کووالانسی به یکدیگر مربوط شده‌اند. این پیوند از هم‌پوشانی دو اوربیتال نیمه‌پر به وجود می‌آید. با این ترتیب هر یک از چهار الکترون هیبریدی sp3 اتمهای کربن با اتمهای مجاور، به اشتراک درآمده و همه‌ی اوربیتالها را پر می‌کنند. درنتیجه تمام الکترونهای کربن درگیر پیوند هستند. و هیچ الکترونی در الماس به صورت آزاد نیست که عامل رسانایی شود. جامدهایی که مانند الماس شامل شبکه‌ی سه بعدی به هم پیوسته‌ای از اتمها باشند، جامد کووالانسی یا جامد مشبک نامیده می‌شوند.  

برعکس در گرافیت برای هر اتم کربن، یک الکترون آزاد وجود دارد که سبب رسانایی می شود. در واقع هر اتم کربن در گرافیت در هر لایه به وسیله‌ی سه پیوند کووالانسی که از اوربیتالهای هیبریدی SP2 حاصل می‌شوند، درنتیجه یکی از الکترونهای اتم کربن در گرافیت در هیچ پیوندی شرکت نمی کند و به صورت آزاد وجود دارد که می تواند سبب رسانایی الکتریکی شود.

۲) گرافیت دارای رسانایی گرمایی بالایی است. این نیز به ساختار آن بر می گردد. البته رسانایی گرمایی آن از الماس کمتر است اما وجود الکترون آزاد سبب رسانایی گرمایی نیز می شود مانند آنچه در فلزات رخ می دهد.

۳)رسانایی گرمایی الماس به علت رزنانسی است که در اثر انرژی گرمایی در شبکه ی الماس به وجود می آید. درواقع چون بین تمام اتمهای کربن در الماس پیوند های محکمی وجود دارد، گرما دادن به قسمتی از الماس سبب مرتعش ساختن قسمتی از الماس می شود و چون الماس یک ساختار مستجم دارد، این ارتعاش به سرعت و به راحتی در بین تمام ابعاد سبب رزنانس و ارتعاش تمام پیوندها شده و درنتیجه گرما به راحتی منتقل می گردد.
باید بدانید مکانیسم انتقال گرما با الکتریسیته فرق دارد. در مس الکترون آزاد وجود دارد و همین الکترونهای آزاد سبب می شود که جریان الکتریسیته انتقال یابد.
اما انرژی گرمایی چیز دیگری است. درواقع گرما یا انرژی گرمایی همان نور مادون قرمز یا IR است و نور مادون قرمز نیز تنها در اثر ارتعاشات پیوندها ایجاد می شود.
هنگامی یک انتقال گرمایی بسیار خوب در یک ماده به وجود می آید که ارتعاش تمام پیوندها شبیه یکدیگر باشد. تمام پیوندهای کربن-کربن در الماس شبیه به یکدیگر هستند، درنتیجه ارتعاش آنها نیز کاملا" مشابه بوده و درنتیجه این تشابه سبب سرعت در انتقال ارتعاش از یک پیوند به پیوند دیگر می شود.
اما اتمها در فلزات و از جمله مس در قالب یک سری اشکال هندسی شکل گرفته اند مانند مکعبی و ... که تمام ابعاد این بلورها کاملا" مشابه نمی باشد. درنتیجه طول تمام پیوندهای مس-مس در بلور یکسان نیست و بنابراین انتقال گرما به راحتی و سرعت انتقال گرما در الماس انجام نمی گیرد.