Η βασική διαφορά μεταξύ άνθρακα και γραφίτη είναι ότι ο άνθρακας είναι ένα χημικό στοιχείο ενώ ο γραφίτης είναι ένα αλλοτρόπο του άνθρακα.
Ο άνθρακας και ο γραφίτης είναι και οι δύο μορφές άνθρακα όπου ο γραφίτης είναι ένα αλλοτρόπο του άνθρακα και η πιο σταθερή μορφή άνθρακα. Ο άνθρακας είναι ένα αμέταλλο που οι άνθρωποι γνώριζαν από την αρχαιότητα. Τα ανθρώπινα όντα χρησιμοποιούσαν διαφορετικές μορφές άνθρακα, τις οποίες ονομάζουμε αλλοτροπικά άνθρακα, όπως κάρβουνο, αιθάλη γραφίτη και διαμάντι. Νωρίτερα, οι άνθρωποι δεν συνειδητοποιούσαν ότι αυτές οι ενώσεις είναι μόνο διαφορετικές μορφές άνθρακα και ήταν αργότερα μόνο όταν οι επιστήμονες ανακάλυψαν για τα αλλοτρόπα του άνθρακα. Η λέξη άνθρακας προέρχεται από τη λατινική λέξη carbo, που σημαίνει κάρβουνο. Ο άνθρακας είναι ένα στοιχείο που απαντάται στη φύση και είναι το τέταρτο πιο άφθονο στοιχείο στη φύση. Διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη ζωή του ανθρώπου αλλά και των φυτών μέσω του κύκλου του άνθρακα.
Τι είναι ο άνθρακας;
Ο άνθρακας είναι ένα χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 6 και χημικό σύμβολο C. Μπορούμε να το κατηγοριοποιήσουμε ως μη μέταλλο και επίσης είναι ένα στοιχείο μπλοκ p στον περιοδικό πίνακα των στοιχείων. Αυτό το στοιχείο είναι τετρασθενές, δηλαδή έχει τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους και έτσι, μπορεί να σχηματίσει τέσσερις ομοιοπολικούς χημικούς δεσμούς. Υπάρχουν τρία κύρια ισότοπα αυτού του στοιχείου που απαντώνται φυσικά. Τα C-12 και C-13 είναι σταθερά ενώ το C-14 είναι ραδιενεργό.
Εικόνα 01: Ο γραφίτης και το διαμάντι είναι τα πιο γνωστά σταθερά αλλότροπα άνθρακα
Μερικά χημικά στοιχεία για τον άνθρακα είναι τα εξής:
- Ο ατομικός αριθμός είναι 6.
- Το τυπικό ατομικό βάρος είναι 12.
- Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων είναι [He] 2s2 2p2
- Η κατάσταση σε τυπική θερμοκρασία και πίεση είναι στερεά.
- Υποβάλλεται σε εξάχνωση στους 3642 °C
- Τα πιο σταθερά αλλότροπα είναι ο γραφίτης και το διαμάντι.
- Καταστάσεις οξείδωσης – η πιο σταθερή κατάσταση οξείδωσης είναι +4 και υπάρχει επίσης +2.
Επιπλέον, αυτή η ουσία μπορεί να υποστεί εξάχνωση σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες (υψηλότερες από τα μέταλλα με το υψηλότερο σημείο τήξης όπως το βολφράμιο). Πάνω απ 'όλα, αυτή η ουσία είναι ανθεκτική στην οξείδωση από εκείνη του σιδήρου και του χαλκού. Ο άνθρακας είναι το κύριο χημικό στοιχείο που συνθέτει τη δομή των οργανικών ενώσεων και εμφανίζεται επίσης σε ανόργανες ενώσεις.
Τι είναι ο γραφίτης;
Ο γραφίτης είναι ένα σταθερό αλλοτρόπο του άνθρακα. Ένα αλλότροπο είναι μια ουσία που έχει καθεμία από δύο ή περισσότερες διαφορετικές φυσικές μορφές στις οποίες μπορεί να υπάρχει ένα στοιχείο. Αυτό το αλλότροπο εμφανίζεται φυσικά και είναι μια κρυσταλλική μορφή. Μπορούμε να βρούμε αυτή την ένωση ως συστατικό σε μεταμορφωμένα και πυριγενή πετρώματα. Αυτό είναι ένα ορυκτό που έχει κάποιο ακραίο χαρακτηριστικό που είναι χρήσιμο στις βιομηχανικές ανάγκες. Για παράδειγμα, είναι εξαιρετικά μαλακό και έτσι μπορεί να σχιστεί με μια ελαφρά πίεση που ασκείται πάνω του. Επιπλέον, έχει πολύ χαμηλό ειδικό βάρος. Αντίθετα, αυτή η ουσία είναι εξαιρετικά ανθεκτική στη θερμότητα. Είναι σχεδόν αδρανές ως προς την επαφή με οποιοδήποτε άλλο υλικό.
Εικόνα 02: Χημική δομή του γραφίτη
Όταν εξετάζουμε τη δομή του γραφίτη, υπάρχουν στρώματα ατόμων άνθρακα στα οποία ένα στρώμα έχει ένα δίκτυο ατόμων άνθρακα. Εκεί, ένα άτομο άνθρακα συνδέεται με τρία άλλα άτομα άνθρακα μέσω ομοιοπολικών δεσμών. Ως εκ τούτου, το στρώμα άνθρακα είναι επίπεδο. Το υπόλοιπο ηλεκτρόνιο κάθε ατόμου άνθρακα τείνει να σχηματίσει ένα σύννεφο ηλεκτρονίων μαζί. Αυτό το νέφος ηλεκτρονίων είναι σημαντικό για την ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ άνθρακα και γραφίτη;
Ο άνθρακας είναι ένα χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 6 και χημικό σύμβολο C, ενώ ο γραφίτης είναι ένα σταθερό αλλοτρόπο του άνθρακα. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ άνθρακα και γραφίτη. Επιπλέον, ο άνθρακας είναι ένα αμέταλλο που μπορεί να εμφανιστεί σε διαφορετικές δομές που ονομάζουμε αλλοτρόπα όπως γραφίτης, διαμάντι, άνθρακας κ.λπ. Συνεπώς, η χημική δομή του γραφίτη είναι μοναδική από άλλα αλλοτρόπα που έχουν ένα δίκτυο ατόμων άνθρακα στο οποίο κάθε άνθρακας άτομο έχει τρεις ομοιοπολικούς δεσμούς γύρω τους (με άλλα άτομα άνθρακα) και ένα νέφος ηλεκτρονίων που μπορεί να μεταφέρει ηλεκτρισμό. Άλλα αλλότροπα του άνθρακα δεν μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρισμό. Ως εκ τούτου, αυτή είναι μια σημαντική διαφορά μεταξύ άνθρακα και γραφίτη.
Το παρακάτω infographic παρέχει περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τη διαφορά μεταξύ άνθρακα και γραφίτη.
Σύνοψη – Άνθρακας εναντίον γραφίτη
Ο άνθρακας είναι το κύριο χημικό στοιχείο που δημιουργεί τα ζωντανά όντα. Ο γραφίτης είναι μια φυσική ορυκτή μορφή άνθρακα. Ωστόσο, η βασική διαφορά μεταξύ άνθρακα και γραφίτη είναι ότι ο άνθρακας είναι ένα χημικό στοιχείο ενώ ο γραφίτης είναι ένα αλλοτρόπο του άνθρακα.
