なぜダイヤモンドと黒鉛は色が異なるの？

質問

ダイヤモンドと黒鉛では構成元素は同じなのに、色が異なるのはなぜですか？詳しく教えてください。

回答No.4

psa29 · ベストアンサー

着色するということは、可視光線の波長領域で光を吸収しているということです。
可視光領域全ての光を吸収すれば、黒色に見えます。
可視光領域以外の波長の光を吸収しても、人間の目では分かりません。
ダイヤモンドは透明ですから、可視光領域の光を吸収していないことになります。
黒鉛は、かなり広い範囲の波長領域の光を吸収しているということになります。
では、なぜ黒鉛は可視光領域の光を吸収するのでしょうか？
物質が光を吸収するということは、その物質の分子に含まれる電子が光のエネルギーを吸収して、活性な（エネルギーの高い）軌道に転移する現象なのです。
その時、高いエネルギーレベルのと差と光が持つエネルギーとが一致していなければなりません。
つまり、可視光領域の光がもつエネルギーと同じ値のエネルギー差をもつ軌道が存在する分子でなければ、その光を吸収できないのです。
ダイヤモンドは、全てＣ-Ｃ単結合なので、可視光を吸収するための軌道が存在しません。
黒鉛は分子内に沢山の共役２重結合を持つため、電子が光を吸収して励起するための軌道が沢山存在するのです。
なぜ、共役２重結合が存在すると、そのような分子軌道が沢山存在するようになるのか？
どんどんさかのぼって説明するのは大変なので、化学の本で調べてみてください。

お礼

ご回答ありがとうございました。自分なりにも考えてみたのですが、光電効果という点から考えてみて、黒鉛はダイヤモンドに比べ低いエネルギーで電子を放出する、すなわち可視光程度のエネルギーの光を吸収するので色付いて見える。逆にダイヤモンドは可視光以上のエネルギーを持った光ではないと電子を放出しないので無色透明になる。このような考え方をしてみたのですが・・・。ご回答の内容はとても参考になりました。本当にありがとうございます。

回答No.3

poohron

参考URLを読んでみたんですが、
分かるような分からないような…（汗）
かなり難しい理由ですねぇ。

参考URL：

http://www.tuat.ac.jp/~katsuaki/nandemoQ&A.html#diamond_&_graphite

お礼

とても参考になりましたよ☆後は教えていただいたURLの文章を自分なりに解釈して答えを見つけてみます。ありがとうございました。

回答No.1

tom101010

結晶構造が違うんです。

補足

結晶構造が異なるのはわかるのですが、結晶構造の違いが、どのように色の違いということに影響しているかということを知りたいんです。

回答No.2

tom101010

結晶構造が違うんです。