Grafen, diamant och grafit är alla allotroper av kol, vilket betyder att de är sammansatta av kolatomer men har olika strukturella arrangemang. Så här skiljer sig molekylstrukturen hos grafen från diamant och grafit:

Graphene:

Grafen består av ett enda lager av kolatomer arrangerade i en hexagonal gitterstruktur. Varje kolatom är bunden till tre andra kolatomer genom starka kovalenta bindningar. Denna tvådimensionella struktur ger grafen dess unika egenskaper, såsom hög elektrisk och termisk ledningsförmåga, mekanisk styrka och optisk transparens.

Diamant:

Diamant har en tredimensionell kristallin struktur där varje kolatom är kovalent bunden till fyra andra kolatomer och bildar ett styvt, tetraedriskt gitter. Detta arrangemang resulterar i ett mycket starkt och hårt material, vilket gör diamant till det hårdaste naturligt förekommande ämnet på jorden.

Grafit:

Grafit är också sammansatt av kolatomer arrangerade i en hexagonal gitterstruktur, liknande grafen. Men i grafit är kolatomerna staplade i lager som är löst sammanhållna av svaga van der Waals-krafter. Denna skiktade struktur gör att skikten lätt glider förbi varandra, vilket ger grafit dess mjukhet och smörjande egenskaper.

Sammanfattningsvis är grafen ett enatoms tjockt lager av kolatomer arrangerade i ett hexagonalt gitter, medan diamant har ett tetraedriskt gitter, och grafit har en skiktad struktur med svaga van der Waals-krafter mellan lagren. Dessa strukturella skillnader resulterar i distinkta fysikaliska och kemiska egenskaper för varje allotrop av kol.