Sorunun Çözümü
Elmas ve grafit, karbon elementinin farklı allotroplarıdır ve kovalent kristal katı sınıfına girerler. Bu iki maddenin yapısal farklılıkları, özelliklerinde de belirgin farklılıklara yol açar.
- I. Elmas ve Grafitin Yapısı:
- Elmas: Her bir karbon atomu \(sp^3\) hibritleşmesi yaparak, komşu 4 karbon atomuna tetrahedrik (düzgün dörtyüzlü) bir yapıda bağlanır. Bu, üç boyutlu, güçlü bir ağ yapısı oluşturur.
- Grafit: Her bir karbon atomu \(sp^2\) hibritleşmesi yaparak, komşu 3 karbon atomuna altıgen halkalar şeklinde bağlanır. Bu halkalar düzlemsel tabakalar oluşturur. Bu tabakalar arasında zayıf van der Waals kuvvetleri bulunur.
- Bu nedenle, I. yargı doğrudur.
- II. Erime ve Kaynama Noktaları:
- Hem elmas hem de grafit, atomları arasında çok güçlü kovalent bağlar içeren dev kovalent ağ yapısına sahiptir. Bu güçlü bağları kırmak için çok yüksek enerji gerektiğinden, her ikisinin de erime ve kaynama noktaları oldukça yüksektir.
- Bu nedenle, II. yargı doğrudur.
- III. Elektrik İletkenliği:
- Elmas: Elmasın yapısında her karbon atomu 4 kovalent bağ oluşturduğu için tüm değerlik elektronları bağ yapımında kullanılır. Serbest hareket edebilen elektron bulunmadığından elmas elektriği iletmez, yani yalıtkandır.
- Grafit: Grafitin yapısında her karbon atomu 3 kovalent bağ oluşturur. Kalan bir değerlik elektronu (\(\pi\) elektronu) tabakalar boyunca delokalize olur ve serbestçe hareket edebilir. Bu serbest elektronlar sayesinde grafit elektriği iletir.
- Bu nedenle, III. yargı doğrudur.
Yukarıdaki analizlere göre, verilen yargıların hepsi doğrudur.
Cevap E seçeneğidir.