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हीरे और ग्रेफाइट के बीच विद्युत चालकता में अंतर इसलिए होता है क्योंकि:
ग्रेफाइट में विस्थानीकृत (delocalized) इलेक्ट्रॉन होते हैं; हीरे में नहीं
हीरे में धात्विक बंधन होता है, ग्रेफाइट में नहीं
हीरे में सघन रूप से पैक आयन होते हैं
दोनों में मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं, लेकिन अलग-अलग संख्या में
ग्रेफाइट में विस्थानीकृत (delocalized) इलेक्ट्रॉन होते हैं; हीरे में नहीं
ग्रेफाइट एक सुचालक है क्योंकि प्रत्येक कार्बन परमाणु अन्य तीन परमाणुओं से बंधा होता है, जिससे प्रति परमाणु एक विस्थानीकृत इलेक्ट्रॉन पूरी संरचना में स्वतंत्र रूप से घूमने के लिए रह जाता है। इसके विपरीत, हीरे में एक कठोर चतुष्फलकीय नेटवर्क होता है जहाँ कार्बन के सभी चार संयोजी इलेक्ट्रॉन मजबूत सहसंयोजक बंधनों में बंधे होते हैं, जिससे चालन के लिए कोई मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं बचता है।
ग्रेफाइट एक सुचालक है क्योंकि प्रत्येक कार्बन परमाणु अन्य तीन परमाणुओं से बंधा होता है, जिससे प्रति परमाणु एक विस्थानीकृत इलेक्ट्रॉन पूरी संरचना में स्वतंत्र रूप से घूमने के लिए रह जाता है। इसके विपरीत, हीरे में एक कठोर चतुष्फलकीय नेटवर्क होता है जहाँ कार्बन के सभी चार संयोजी इलेक्ट्रॉन मजबूत सहसंयोजक बंधनों में बंधे होते हैं, जिससे चालन के लिए कोई मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं बचता है।
यह अवधारणा अपरूपों (Allotropes) के रसायन विज्ञान से संबंधित है, जो UPSC और SSC CGL पाठ्यक्रम के सामान्य विज्ञान अनुभाग के अंतर्गत एक मौलिक विषय है।
ग्रेफाइट में द्वि-आयामी षट्कोणीय स्तरित संरचना होती है।
हीरा पृथ्वी पर ज्ञात सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थ है।
हीरा और ग्रेफाइट दोनों कार्बन के अपरूप हैं।
ग्रेफाइट में विस्थानीकृत इलेक्ट्रॉन इसे विद्युत का चालन करने की अनुमति देते हैं, जिससे यह बैटरी और इलेक्ट्रोलिसिस में इलेक्ट्रोड के लिए उपयोगी हो जाता है।
हीरा एक विद्युत कुचालक के रूप में कार्य करता है, लेकिन अपने कठोर जाली कंपन के कारण एक उत्कृष्ट तापीय सुचालक है।
विकल्प B गलत है क्योंकि हीरे और ग्रेफाइट में से किसी में भी धात्विक बंधन नहीं होता है; दोनों सहसंयोजक रूप से बंधे हुए ढांचे हैं।
विकल्प C गलत है क्योंकि हीरा एक सहसंयोजक नेटवर्क ठोस है, न कि आयनिक क्रिस्टल।
A सही है — ग्रेफाइट में मुक्त विस्थानीकृत इलेक्ट्रॉन होते हैं, जबकि हीरे की संरचना में सभी संयोजी इलेक्ट्रॉन सहसंयोजक बंधनों में उपयोग हो जाते हैं।
प्रतियोगी परीक्षाओं के लिए रसायन विज्ञान का अध्ययन करते समय, कार्बन अपरूपों को उनकी संकरण (hybridisation) अवस्थाओं के साथ जोड़ें: हीरा sp3 संकरित (चतुष्फलकीय) होता है, जबकि ग्रेफाइट sp2 संकरित (त्रिकोणीय समतलीय) होता है।
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