Grafit ve elmasların kimyasal özelliklerden fiziksel özelliklere kadar oldukça ortak noktaları vardır. Hem grafit hem de elmaslar
Grafit ve elmas-ların kimyasal özelliklerden fiziksel özelliklere kadar oldukça ortak noktaları vardır. Hem grafit hem de elmaslar saf karbondan oluşur. İkisinin kimyasal bileşimi tamamen aynıdır.
Yüksek sıcaklıkların ve yüksek basınçların olduğu bir yerlerde karbon atomlarının birbirine yapışması sonucu elmaslar oluşur. Elmasların oluşmasına neden olan yüksek sıcaklıklar ve basınçlar, kuyruklu yıldızlar veya meteoritlerin Dünya’ya çarptığı zaman oluşur. Çarpmanın etkisiyle mineraller bir formdan diğerine değişiyor.Bu durumda, grafit elmas haline gelir. (Elmaslar gibi grafit de karbondan üretilir ancak farklı bir düzende birleştirilir.) Jeologlar bu tür elmaslara bakar, bazen sadece mikroskobik boyutta, etkinin kanıtı olarak yorumlarlar. Uzaydaki Meteor çarpışmaları da elmasların oluşmasına neden olur.
Yapay elmasların yaratıldığı iki ana işlem vardır: yüksek basınçlı, yüksek sıcaklık metodu (HPHT) ve kimyasal buhar biriktirme (CVD). Birincisi, elması oluşturmak için Dünya’da bulunanlara benzer koşullar yaratmaya çalışır, bu da delme veya kesme gibi endüstriyel amaçlarda kullanmak içindir.
HPHT yönteminde, elmas tohumları grafit ile birlikte bir odaya yerleştirilir. Mekanik olarak yüksek sıcaklıklarla birlikte piston veya örs gibi cihazlarla yüksek basınç uygulanır. Grafitin karbon atomları tohumlara bağlanmaya başlar ve zamanla elmas kristallere dönüşür.
Daha büyük elmaslar, tohum olarak küçük bir elmasda kullanan CVD işlemi ile oluşturulur. Tohum mikrodalgada tutuldukları karbon içeren gazlarla birlikte bir odaya yerleştirilir. Bu karbon atomlarını gazdan ayırır ve elmas tohumun üzerine düşer. Tohumun bir yapı tabanı olarak kullanılmasıyla, karbon atomları bir elmas kristalini oluşturan geometrik deseni oluşturmak üzere birleşir.
Elmaslar, en çok Dünya kabuğunun krakton adı verilen sabit katmanlarında oluşmaktadır. Elmas grafitten daha yoğundur. Grafitte katmanların arasında boşluklar vardır, tam sıkışmış değildir. Elmaslarda kovalent bağları ve karbon atomları arasında çok fazla alan yoktur. Bu nedenle elmas yapımı grafitten daha yüksek bir yoğunluğa sahiptir. Elmaslar elektrik için iyi bir iletken değildir, grafit ise iyi bir iletkendir.
Elmasta, her bir karbon atomu dört değerine bağlanır. Ancak grafitte her karbon atomu sadece üç değerine bağlanır. Elmasta bu dört elektron, kimyasal bağlara kilitlenir, bu sayede elektronlar serbestçe hareket edemez, ancak grafitte bir elektron boşluktan faydalanarak serbestçe hareket edebildiği anlamına gelir.
