Różnica między węglem a grafitem

The kluczowa różnica między węglem a grafitem jest to, że węgiel jest pierwiastkiem chemicznym, podczas gdy grafit jest alotropem węgla.

Węgiel i grafit są formami węgla, w których grafit jest alotropem węgla i najbardziej stabilną formą węgla. Węgiel jest niemetalem, który ludzie znali od czasów starożytnych. Ludzie używali różnych form węgla, które nazywamy allotropami węgla, takich jak węgiel drzewny, sadza grafitowa i diament. Wcześniej ludzie nie zdawali sobie sprawy, że związki te są tylko różnymi formami węgla, a dopiero później naukowcy dowiedzieli się o alotropach węgla. Słowo węgiel pochodzi od łacińskiego słowa carbo, co oznacza węgiel drzewny. Węgiel jest pierwiastkiem naturalnie występującym i jest czwartym najliczniejszym pierwiastkiem w przyrodzie. Odgrywa kluczową rolę w życiu człowieka i roślin poprzez cykl węglowy.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest węgiel
3. Co to jest grafit
4. Porównanie obok siebie - węgiel vs grafit w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest węgiel?

Węgiel jest pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 6 i symbolu chemicznym C. Możemy go zaklasyfikować jako niemetal, a także jest pierwiastkiem blokowym w układzie okresowym pierwiastków. Ten pierwiastek jest czterowartościowy, co oznacza, że ​​ma cztery elektrony walencyjne, a zatem może tworzyć cztery kowalencyjne wiązania chemiczne. Istnieją trzy główne izotopy tego pierwiastka, które występują naturalnie; C-12 i C-13 są stabilne, podczas gdy C-14 jest radioaktywny.

Rycina 01: Grafit i diament są najbardziej znanymi stabilnymi allotropami węgla

Niektóre fakty chemiczne dotyczące węgla są następujące:

• Liczba atomowa wynosi 6.
• Standardowa masa atomowa wynosi 12.
• Konfiguracja elektronów to [He] 2s²⁾ 2szt²⁾
• Stan w standardowej temperaturze i ciśnieniu jest w stanie stałym.
• Poddaje się sublimacji w temperaturze 3642 ° C
• Najbardziej stabilnymi alotropami są grafit i diament.
• Stany utlenienia - najbardziej stabilny stan utlenienia wynosi +4, a także +2.

Ponadto substancja ta może ulegać sublimacji w bardzo wysokich temperaturach (wyższych niż metale o najwyższej temperaturze topnienia, takie jak wolfram). Przede wszystkim substancja ta jest odporna na utlenianie niż żelazo i miedź. Węgiel jest głównym pierwiastkiem chemicznym, który tworzy strukturę związków organicznych, i występuje również w związkach nieorganicznych.

Co to jest grafit?

Grafit jest stabilnym alotropem węgla. Allotrop to substancja, która każda z dwóch lub więcej różnych form fizycznych, w których element może istnieć. Ten allotrop występuje naturalnie i jest postacią krystaliczną. Możemy znaleźć ten związek jako składnik w skałach metamorficznych i magmowych. Jest to minerał, który ma pewne ekstremalne cechy, które są przydatne w potrzebach przemysłowych. Na przykład jest niezwykle miękki, a zatem może rozszczepiać się pod niewielkim naciskiem. Ponadto ma bardzo niski ciężar właściwy. Natomiast substancja ta jest wyjątkowo odporna na ciepło. Jest prawie obojętny na kontakt z dowolnym innym materiałem.

Rycina 02: Struktura chemiczna grafitu

Rozważając strukturę grafitu, istnieją warstwy atomów węgla, w których jedna warstwa ma sieć atomów węgla. Tam jeden atom węgla przyłącza się z trzema innymi atomami węgla poprzez wiązania kowalencyjne. Dlatego warstwa węgla jest płaska. Pozostały elektron każdego atomu węgla zwykle tworzy razem chmurę elektronów. Ta chmura elektronów jest ważna w przewodnictwie elektrycznym.

Jaka jest różnica między węglem a grafitem?

Węgiel jest pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 6 i symbolu chemicznym C, natomiast grafit jest stabilnym alotropem węgla. Jest to kluczowa różnica między węglem a grafitem. Ponadto węgiel jest niemetalem, który może występować w różnych strukturach, które nazywamy alotropami, takimi jak grafit, diament, węgiel drzewny itp. W związku z tym struktura chemiczna grafitu jest unikalna dla innych allotropów, które mają sieć atomów węgla, w których każdy węgiel atom ma wokół siebie trzy wiązania kowalencyjne (z innymi atomami węgla) i chmurę elektronów, która może przewodzić prąd. Inne alotropy węgla nie mogą przewodzić elektryczności. Jest to zatem główna różnica między węglem a grafitem.

Poniższa infografika zawiera więcej szczegółów na temat różnicy między węglem a grafitem.

Podsumowanie - węgiel vs grafit

Węgiel jest głównym pierwiastkiem chemicznym, który buduje żywe stworzenia. Grafit jest naturalnie występującą mineralną formą węgla. Jednak kluczową różnicą między węglem a grafitem jest to, że węgiel jest pierwiastkiem chemicznym, podczas gdy grafit jest alotropem węgla.

Odniesienie:

1. „Carbon”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 1 października 2018. Dostępne tutaj  
2. „Grafit”. Geologia. Dostępny tutaj 

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Grafit i diament w skali” Autor: Commons: Robert Lavinsky (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia  
2. ”147571” autor: OpenClipart-Vectors (CC0) przez pixabay