Графит, алмаз и фулерен

Многие минералы состоят из атомов и молекул всего одного химического элемента. Геологи различают металлические и неметаллические минералы. Около 80% химических элементов являются металлами. Например, золото, серебро и медь — металлы. Углерод лежит в основе таких минералов, как графит, алмаз и фуллерен (неметаллы).
Именно упорядочением атомов углерода в алмазе объясняются его удивительные свойства. Действительно, графит, алмаз и фуллерен состоят из одинаковых атомов углерода. Однако алмаз является самым твердым веществом, а графит — одним из самых мягких. Такое различие объясняется разными способами связи атомов. В алмазе каждый атом углерода связан с четырьмя другими атомами, а в графите — только с тремя. В графите атомы углерода образуют конфигурацию, как у молекулы бензола. Они располагаются в плоскостях, которые могут легко проскальзывать друг относительно друга.
Фуллерен похож на алмаз и графит. Он обладает некоторыми характеристиками обоих этих веществ, но лишен их недостатков. С 1990-х гг. ведутся исследования структуры и свойств фуллеренов. Теперь ученым известны не только сферические фуллерены (с 60 атомами), но и овальные (с 70 атомами), типа сосиски (с 80 атомами) и др. Каждое новое открытие давало ответы на прежние вопросы, порождая множество новых вопросов. Ученые определили энергию электронов и измерили электрические токи. Оказалось, что у разных видов фуллеренов они имеют разные значения на молекулярном уровне. Более того, фуллерены вели себя совершенно иначе, чем алмаз и графіт. Для дослідження фулеренів довелося застосувати більш витончені наукові методи.