Chodzi zapewne o odmiany alotropowe. Alotropia polega na tym, że ten sam pierwiastek, w tym samym stanie skupienia, może mieć zupełnie inne własności fizyczne (niektórzy mówią jeszcze o chemicznych, ale to też własności fizyczne, tylko na poziomie tworzenia wiązań). Ważna jest tu informacja o stanie skupienia, gdyż w oczywisty sposób ciecz i ciało stałą mają równe własności fizyczne.
Wspomniany tu węgiel występuje w 5 odmianach alotropowych:
- grafit
- diament
- fulleren
-grafen (dwuwymiarowa warstwa)
-nanorurka (zwinięta warstwa grafenu)
Z dwoma pierwszymi mamy jednak częściej do czynienia.
Grafit ma strukturą heksagonalną (to taka, gdzie atomy tworzą sześciokąty w każdej płaszczyźnie zaś płaszczyzny są względem siebie przesunięte). Jak doskonale wiemy ze szkoły, jest on dość miękki, co właśnie wynika z jego struktury krystalicznej (te warstwy są słabo ze sobą związane) i dlatego używamy go do pisania. Jest szary i brzydki. Jest też dość dobrym przewodnikiem ciepła i prądu elektrycznego (nawet kiedyś były próby zrobienia żarówki z żarnikiem grafitowym).
Diament natomiast ma strukturę FCC (kubiczną ściennie centrowaną - to taka struktura, gdzie mamy atomy w wierzchołkach sześcianu i na środku każdej ze ścian), lecz komórka elementarna zawiera dwa atomy (drugie jest przesunięty względem pierwszego o (1/4;1/4;1/4)), co sprawia, że struktura diamentu jest dość bogata i nawet weszła na stałe do języka krystalograficznego. Taka właśnie budowa sprawia, że grafit jest twardy i przezroczysty. Nie będzie przewodził ciepła, ani prądu elektrycznego.
Zatem odpowiedź na pytanie, czy węgiel jest dobry przewodnikiem powinna brzmieć "to zależy, w jakiej postaci jest ten węgiel", a zawarte w pytaniu stwierdzenie jest prawdziwe dla grafitu, ale fałszywe dla diamentu.
Mamy też inne odmiany alotropowe np żelazo występuje w strukturze BCC i FCC (jednak jest ferromagnetyczna, druga paramagnetyczna), zatem tak samo stwierdzenie, że żelazo ma silne własności magnetyczne może być fałszywe i prawdziwe - zależy od odmiany alotropowej.
pozdrawiam
