Kluczowa różnica między węglem a grafitem polega na tym, że węgiel jest pierwiastkiem chemicznym, podczas gdy grafit jest alotropem węgla.
Węgiel i grafit to obie formy węgla, w których grafit jest alotropem węgla i najbardziej stabilną formą węgla. Węgiel to niemetal, który ludzie znali od czasów starożytnych. Ludzie używali różnych form węgla, które nazywamy alotropami 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, które oznacza węgiel drzewny. Węgiel jest pierwiastkiem występującym w przyrodzie i jest czwartym najliczniej występującym pierwiastkiem w przyrodzie. Odgrywa kluczową rolę w życiu ludzi i roślin poprzez swój obieg węgla.
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 bloku p 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 radioaktywne.
Rysunek 01: Grafit i Diament to najbardziej znane stabilne alotropy węgla
Niektóre fakty chemiczne dotyczące węgla są następujące:
- Numer atomowy to 6.
- Standardowa masa atomowa to 12.
- Konfiguracja elektronu to [On] 2s2 2p2
- Stan w standardowej temperaturze i ciśnieniu jest w stanie stałym.
- Poddaj się sublimacji w temperaturze 3642 °C
- Najbardziej stabilne alotropy to grafit i diament.
- Stan utlenienia – najbardziej stabilny stan utlenienia to +4, istnieje również +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 tworzącym strukturę związków organicznych, a także występuje w związkach nieorganicznych.
Co to jest grafit?
Grafit to stabilny alotrop węgla. Alotrop to substancja, w której każda z dwóch lub więcej różnych form fizycznych, w których może istnieć pierwiastek. Ten alotrop występuje naturalnie i jest formą krystaliczną. Związek ten możemy znaleźć jako składnik skał metamorficznych i magmowych. Jest to minerał o ekstremalnych właściwościach przydatnych w przemyśle. Na przykład jest niezwykle miękki, dzięki czemu można go rozszczepić przy niewielkim nacisku. Ponadto ma bardzo niski ciężar właściwy. Natomiast substancja ta jest niezwykle odporna na ciepło. Jest prawie obojętny w kontakcie z jakimkolwiek innym materiałem.
Rysunek 02: Struktura chemiczna grafitu
Rozważając strukturę grafitu, istnieją warstwy atomów węgla, w których jedna warstwa ma sieć atomów węgla. Tam jeden atom węgla łączy się z trzema innymi atomami węgla za pomocą wiązań kowalencyjnych. Stąd warstwa węgla jest płaska. Pozostały elektron każdego atomu węgla ma tendencję do tworzenia razem chmury elektronów. Ta chmura elektronów jest ważna dla przewodnictwa elektrycznego.
Jaka jest różnica między węglem a grafitem?
Węgiel jest pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 6 i symbolu chemicznym C, podczas gdy grafit jest stabilnym alotropem węgla. To jest kluczowa różnica między węglem a grafitem. Ponadto węgiel jest niemetalem, który może występować w różnych strukturach, które nazywamy alotropami, takich jak grafit, diament, węgiel itp. W związku z tym struktura chemiczna grafitu jest wyjątkowa od innych alotropów, 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 przewodzą elektryczności. Dlatego jest to główna różnica między węglem a grafitem.
Poniższa infografika zawiera więcej szczegółów na temat różnicy między węglem a grafitem.
Podsumowanie – węgiel kontra grafit
Węgiel to główny pierwiastek chemiczny, który buduje organizmy żywe. Grafit to naturalnie występująca mineralna forma węgla. Jednak kluczowa różnica między węglem a grafitem polega na tym, że węgiel jest pierwiastkiem chemicznym, podczas gdy grafit jest alotropem węgla.
