Pırıl pırıl parlayan bir elmas ile sağlam bir matkap ucu arasındaki ortak nokta nedir? İşlenmemiş ham elmas “tüm minerallerin, tüm malzemelerin” sertlik şampiyonudur. Bu nedenle kristal elmas her türlü malzemeyi kesme, delme ve düzlemede, yani aşındırıcı olarak kullanılır.

Sertlik; dıştan gelen kuvvetlerle minerallerin çizilmeye karşı gösterdiği dirençtir. Mineralleri sertlikleri yardımıyla tanıma kolaylığı vardır. Bir mineral diğeri tarafından çizdirilerek izafi sertlik değeri belirlenebilir. Tüm minerallere sertliklerini belirlemek amacıyla puanlama yapan bilim adamları, elmasa 10 üzerinden 10 puan vermeyi uygun bulmuşlardır. Peki elması bu kadar sert yapan nedir?

Kurşun kalemlerde kullandığımız kırılgan ve yumuşak grafit uç ile elmasın aynı atomlardan oluşması oldukça dikkat çekicidir. Grafit de tıpkı elmas gibi karbon atomlarından oluşur. Ne var ki biri oldukça yumuşak iken diğeri alabildiğine serttir. Biri kara bir kömür parçası gibi iken diğer pırıl pırıl bir yüzeye sahip olabilmektedir. Biri doğada son derece bol bulunurken diğerine rastlamak çok zordur. Tabi ki tüm bu nedenlerden dolayı elmas, grafit ile kıyaslanamayacak maddi bir değere sahiptir. Peki karbon atomu nasıl olup da birbirinden bu kadar farklı iki kimliğe bürünebilmektedir?

Karbon atomu canlılar için son derece önemlidir. İngiliz kimyager Nevil Sidgwick de, Chemical Elements and Their Compounds (Kimyasal Elementler ve Bunların Bileşikleri) adlı eserinde bunu şöyle vurgular:

“Karbon, yapabildiği bileşiklerin sayısı ve çeşitliliği yönünden, diğer elementlerden tamamen farklı, özgün bir yapıdadır. Şimdiye dek karbonun yarım milyonun üzerinde farklı bileşiği ayrılmış ve tanımlanmıştır. Ama bu bile karbonun güçleri hakkında çok yetersiz bir bilgi verir, çünkü karbon tüm canlı maddelerin temelini oluşturur.”

Karbonun sadece hidrojen ile kurduğu farklı bağlar, "hidrokarbonlar" olarak bilinen büyük bir aileyi meydana getirir. Bu aile içinde; doğal gaz, sıvı petrol, gaz yağı, kerosen ve çeşitli makina yağları vardır. Etilen ve propilen olarak bilinen hidrokarbonlar ise petrokimya endüstrisinin temelidir. Başka hidrokarbonlar da benzen, toluen ve turpentin gibi bileşikler meydana getirir. Giysilerimizi güvelenmekten koruması için dolaplara konan naftalin bir başka tür hidrokarbondur. Klor veya florla birleşen hidrokarbonlar ise anestezi maddeleri, yangın söndürücüler ve buzdolaplarında kullanılan freonlar gibi farklı maddeleri oluşturur.

İşte elması elmas yapan karbon böylesine önemli bir atomdur. Elmasın kristal yapısı, kristal dünyasındaki en mükemmel örnektir. Bir benzeri daha yoktur. Elmas kristallerinde karbon atomları elmasa sertlik özelliğini kazandıracak ideal bir geometrik düzen içindedirler. Grafit de karbondan oluşmasına karşın atomları elmastaki gibi bir düzen ile sıralanmazlar. Bu durum bilim adamları tarafından “allotropi” olarak adlandırılır.