Η βασική διαφορά μεταξύ πυριτίου και άνθρακα είναι ότι ο άνθρακας είναι μη μέταλλο ενώ το πυρίτιο είναι μεταλλοειδές.
Ο άνθρακας και το πυρίτιο, και τα δύο βρίσκονται στην ίδια ομάδα (ομάδα 14) του περιοδικού πίνακα. Ως εκ τούτου, έχουν τέσσερα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό επίπεδο ενέργειας. Εμφανίζονται σε δύο καταστάσεις οξείδωσης, +2 και +4. Και τα δύο υπάρχουν ως γιγάντια μοριακά πλέγματα.
Τι είναι το πυρίτιο;
Το πυρίτιο είναι το στοιχείο με ατομικό αριθμό 14 και βρίσκεται επίσης στην ομάδα 14 του περιοδικού πίνακα, ακριβώς κάτω από τον άνθρακα. Έχει το χημικό σύμβολο Si. Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του είναι 1s2 2s2 2p6 3s23p2Το πυρίτιο μπορεί να αφαιρέσει τέσσερα ηλεκτρόνια και να σχηματίσει ένα φορτισμένο κατιόν +4 ή μπορεί να μοιραστεί αυτά τα ηλεκτρόνια για να σχηματίσει τέσσερις ομοιοπολικούς δεσμούς.
Εικόνα 01: Καθαρισμένο πυρίτιο
Μπορούμε να χαρακτηρίσουμε το πυρίτιο ως μεταλλοειδές επειδή έχει και μεταλλικές και μη μεταλλικές ιδιότητες. Το πυρίτιο είναι ένα σκληρό και αδρανές μεταλλοειδές στερεό. Το σημείο τήξης του πυριτίου είναι 1414 oC και το σημείο βρασμού είναι 3265 oC. Το πυρίτιο που μοιάζει με κρύσταλλο είναι πολύ εύθραυστο. Υπάρχει πολύ σπάνια ως καθαρό πυρίτιο στη φύση. Κυρίως, εμφανίζεται ως οξείδιο ή πυριτικό άλας. Δεδομένου ότι ένα εξωτερικό στρώμα οξειδίου προστατεύει το πυρίτιο, είναι λιγότερο ευαίσθητο σε χημικές αντιδράσεις. απαιτεί υψηλές θερμοκρασίες για να οξειδωθεί. Αντίθετα, το πυρίτιο αντιδρά με το φθόριο σε θερμοκρασία δωματίου. Το πυρίτιο δεν αντιδρά με οξέα αλλά αντιδρά με συμπυκνωμένα αλκάλια.
Επιπλέον, υπάρχουν πολλές βιομηχανικές χρήσεις του πυριτίου. Το πυρίτιο είναι ένας ημιαγωγός, επομένως, χρήσιμος σε υπολογιστές και ηλεκτρονικές συσκευές. Οι ενώσεις πυριτίου όπως το πυρίτιο ή τα πυριτικά είναι ευρέως σημαντικές στις βιομηχανίες κεραμικής, γυαλιού και τσιμέντου.
Τι είναι ο άνθρακας;
Ο άνθρακας είναι παντού. Υπάρχουν εκατομμύρια ενώσεις που περιέχουν άνθρακα. Έτσι, μπορούμε να πούμε ότι ο άνθρακας είναι το πλαίσιο για το σώμα μας. Ένας λόγος για αυτό είναι η ικανότητα του άνθρακα να σχηματίζει τέσσερις ομοιοπολικούς δεσμούς με μεγάλο αριθμό στοιχείων. Αυτές οι ενώσεις είναι σταθερές και μπορούν να εμφανιστούν είτε ως αλυσίδες είτε ως δακτύλιοι. Τα άτομα άνθρακα είναι μικρά και αυτό επιτρέπει σε δύο άτομα άνθρακα να έρθουν πιο κοντά, έτσι ώστε τα ηλεκτρόνια στα τροχιακά p να μπορούν να επικαλύπτονται σχηματίζοντας πολλαπλούς δεσμούς.
Εικόνα 02: Γραφίτης και Διαμάντι
Ο άνθρακας έχει τον ατομικό αριθμό έξι και είναι ένα αμέταλλο στην ομάδα 14 του περιοδικού πίνακα. Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του άνθρακα είναι 1s2 2s2 2p2 Ο άνθρακας είναι ένα στερεό χρώματος μαύρου/γκρι. Ως καθαρός άνθρακας, οι πιο κοινές μορφές είναι ο γραφίτης, ο άνθρακας και το διαμάντι. Στον γραφίτη, εξαγωνικά διατεταγμένα άτομα άνθρακα σχηματίζουν στρώματα. Υπάρχει ένα μικρό κενό μεταξύ των στιβάδων και τα ηλεκτρόνια μετατοπίζονται μέσα στα στρώματα. Εξαιτίας αυτού, ο γραφίτης έχει ηλεκτρική αγωγιμότητα. Το διαμάντι είναι το σκληρότερο ορυκτό που γνωρίζουμε. Έτσι, σε αυτό κάθε άνθρακας προσκολλάται σε τέσσερις άλλους άνθρακες με ομοιοπολικούς δεσμούς και αυτή η μονάδα επαναλαμβάνεται για να σχηματίσει διαμάντια. Επομένως, το διαμάντι έχει ένα άκαμπτο τετραεδρικό δίκτυο. Το διαμάντι είναι καλός θερμικός αγωγός και έχει ιδιαίτερα οπτικά χαρακτηριστικά.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ πυριτίου και άνθρακα;
Το πυρίτιο είναι το στοιχείο με ατομικό αριθμό 14 και βρίσκεται επίσης στην ομάδα 14 του περιοδικού πίνακα, ακριβώς κάτω από τον άνθρακα, ενώ ο άνθρακας είναι το στοιχείο με ατομικό αριθμό 6 και είναι επίσης στην ομάδα 14 του περιοδικού τραπέζι, ακριβώς πάνω από το πυρίτιο. Ωστόσο, η διαφορά μεταξύ πυριτίου και άνθρακα είναι ότι ο άνθρακας είναι μη μέταλλο ενώ το πυρίτιο είναι μεταλλοειδές.
Επιπλέον, ο άνθρακας και το πυρίτιο έχουν την ίδια κοινή διάταξη ηλεκτρονίων με το s2, p2 Αλλά, υπάρχει διαφορά μεταξύ του πυριτίου και άνθρακα. Στο πυρίτιο, τα ηλεκτρόνια εξαπλώνονται στο 3ο επίπεδο ενέργειας, ενώ στον άνθρακα, είναι μόνο στο 2ο επίπεδο ενέργειας. Αυτή η διαφορά εμφανίζεται λόγω του άνθρακα στη 2η περίοδο, αλλά του πυριτίου στην 3η. Το άτομο πυριτίου είναι μεγαλύτερο από το άτομο άνθρακα. Επιπλέον, μια άλλη διαφορά μεταξύ πυριτίου και άνθρακα είναι ότι το πυρίτιο είναι λιγότερο αντιδραστικό από τον άνθρακα. Επίσης, ενώσεις καθαρού άνθρακα υπάρχουν στη φύση όπως το διαμάντι, ο γραφίτης και ο άνθρακας. Αλλά οι καθαρές ενώσεις πυριτίου δύσκολα βρίσκονται. Υπάρχουν ως οξείδια ή πυριτικά άλατα.
Το παρακάτω πληροφοριακό γράφημα συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ πυριτίου και άνθρακα σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – πυρίτιο εναντίον άνθρακα
Το πυρίτιο και ο άνθρακας είναι δύο σημαντικά χημικά στοιχεία. Υπάρχουν μερικές διαφορές μεταξύ τους όπως αναφέρθηκε παραπάνω. Η βασική διαφορά μεταξύ του πυριτίου και του άνθρακα είναι ότι ο άνθρακας είναι μη μέταλλο ενώ το πυρίτιο είναι μεταλλοειδές.
