تفاوت اصلی بین کربن و گرافیت این است که کربن یک عنصر شیمیایی است در حالی که گرافیت آلوتروپ کربن است.
کربن و گرافیت هر دو اشکال کربنی هستند که گرافیت آلوتروپ کربن و پایدارترین شکل کربن است. کربن نافلزی است که مردم از زمان های قدیم می شناختند. انسان ها از اشکال مختلفی از کربن استفاده می کردند که از آنها به عنوان آلوتروپ کربن نام می بریم، مانند زغال چوب، دوده گرافیت و الماس. پیش از این، مردم متوجه نمی شدند که این ترکیبات فقط اشکال مختلف کربن هستند و بعدها فقط زمانی که دانشمندان در مورد آلوتروپ های کربن پی بردند. کلمه کربن از کلمه لاتین carbo به معنی زغال چوب گرفته شده است.کربن یک عنصر طبیعی است و چهارمین عنصر فراوان در طبیعت است. از طریق چرخه کربن خود نقش مهمی در زندگی انسان و همچنین گیاهان دارد.
کربن چیست؟
کربن یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۶ و نماد شیمیایی C است. می‌توانیم آن را به عنوان یک نافلز دسته‌بندی کنیم و همچنین یک عنصر بلوک p در جدول تناوبی عناصر است. این عنصر چهار ظرفیتی است، یعنی دارای چهار الکترون ظرفیتی است و بنابراین، می تواند چهار پیوند شیمیایی کووالانسی ایجاد کند. سه ایزوتوپ اصلی از این عنصر وجود دارد که به طور طبیعی وجود دارند. C-12 و C-13 پایدار هستند در حالی که C-14 رادیواکتیو است.
شکل 01: گرافیت و الماس شناخته شده ترین آلوتروپ های پایدار کربن هستند
برخی از حقایق شیمیایی در مورد کربن به شرح زیر است:
- عدد اتمی 6 است.
- وزن اتمی استاندارد 12 است.
- پیکربندی الکترون [He] 2s2 2p2 است
- وضعیت در دما و فشار استاندارد حالت جامد است.
- تحت تصعید در دمای 3642 درجه سانتی گراد
- پایدارترین آلوتروپ ها گرافیت و الماس هستند.
- حالت های اکسیداسیون - پایدارترین حالت اکسیداسیون +4 است و +2 نیز وجود دارد.
علاوه بر این، این ماده می تواند در دماهای بسیار بالا (بالاتر از فلزات با بالاترین نقطه ذوب مانند تنگستن) تحت تصعید قرار گیرد. مهمتر از همه، این ماده در برابر اکسیداسیون نسبت به آهن و مس مقاوم است. کربن اصلی ترین عنصر شیمیایی است که ساختار ترکیبات آلی را می سازد و در ترکیبات معدنی نیز وجود دارد.
گرافیت چیست؟
گرافیت یک آلوتروپ پایدار کربن است. آلوتروپ ماده ای است که هر یک از دو یا چند شکل فیزیکی مختلف که یک عنصر می تواند در آن وجود داشته باشد.این آلوتروپ به طور طبیعی وجود دارد و یک شکل کریستالی است. ما می توانیم این ترکیب را به عنوان یک ماده تشکیل دهنده در سنگ های دگرگونی و آذرین پیدا کنیم. این ماده معدنی است که دارای برخی ویژگی های افراطی است که در نیازهای صنعتی مفید است. به عنوان مثال، بسیار نرم است و بنابراین، می تواند با کمی فشار بر روی آن شکاف دهد. علاوه بر این، وزن مخصوص بسیار پایینی دارد. در مقابل، این ماده در برابر حرارت بسیار مقاوم است. نسبت به تماس با هر ماده دیگری تقریبا بی اثر است.
شکل 02: ساختار شیمیایی گرافیت
هنگامی که ساختار گرافیت را در نظر می گیریم، لایه هایی از اتم های کربن وجود دارد که در آنها یک لایه شبکه ای از اتم های کربن دارد. در آنجا یک اتم کربن با سه اتم کربن دیگر از طریق پیوندهای کووالانسی متصل می شود. بنابراین، لایه کربن مسطح است.الکترون باقیمانده از هر اتم کربن تمایل به تشکیل یک ابر الکترونی با هم دارد. این ابر الکترونی در هدایت الکتریکی مهم است.
تفاوت بین کربن و گرافیت چیست؟
کربن یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی 6 و نماد شیمیایی C است در حالی که گرافیت آلوتروپ پایدار کربن است. این تفاوت اصلی بین کربن و گرافیت است. علاوه بر این، کربن نافلزی است که می تواند در ساختارهای مختلفی وجود داشته باشد که از آنها به عنوان آلوتروپ نام می بریم مانند گرافیت، الماس، زغال چوب و غیره. بر این اساس، ساختار شیمیایی گرافیت از سایر آلوتروپ هایی که دارای شبکه ای از اتم های کربن هستند، منحصر به فرد است. اتم دارای سه پیوند کووالانسی در اطراف خود (با سایر اتم های کربن) و یک ابر الکترونی است که می تواند الکتریسیته را هدایت کند. سایر آلوتروپ های کربن نمی توانند الکتریسیته را هدایت کنند. از این رو، این یک تفاوت عمده بین کربن و گرافیت است.
اینفوگرافیک زیر جزئیات بیشتری در مورد تفاوت بین کربن و گرافیت ارائه می دهد.
خلاصه - کربن در مقابل گرافیت
کربن عنصر شیمیایی اصلی است که موجودات زنده را می سازد. گرافیت یک شکل معدنی طبیعی کربن است. با این حال، تفاوت اصلی بین کربن و گرافیت این است که کربن یک عنصر شیمیایی است در حالی که گرافیت یک آلوتروپ کربن است.
