Klíčový rozdíl mezi uhlíkem a grafitem je ten, že uhlík je chemický prvek, zatímco grafit je alotrop uhlíku.
Uhlík i grafit jsou uhlíkové formy, kde grafit je alotrop uhlíku a nejstabilnější forma uhlíku. Uhlík je nekov, který lidé znali již od starověku. Lidé používali různé formy uhlíku, které nazýváme uhlíkové allotropy, jako je dřevěné uhlí, grafitové saze a diamant. Dříve si lidé neuvědomovali, že tyto sloučeniny jsou pouze různými formami uhlíku a teprve později vědci zjistili alotropy uhlíku. Slovo uhlík pochází z latinského slova carbo, což znamená dřevěné uhlí. Uhlík je přirozeně se vyskytující prvek a je čtvrtým nejrozšířenějším prvkem v přírodě. Hraje klíčovou roli v životě lidí i rostlin prostřednictvím svého uhlíkového cyklu.
Co je uhlík?
Uhlík je chemický prvek s atomovým číslem 6 a chemickou značkou C. Můžeme jej kategorizovat jako nekov a také je to p blokový prvek v periodické tabulce prvků. Tento prvek je čtyřvazný, což znamená, že má čtyři valenční elektrony, a proto může tvořit čtyři kovalentní chemické vazby. Existují tři hlavní izotopy tohoto prvku, které se přirozeně vyskytují; C-12 a C-13 jsou stabilní, zatímco C-14 je radioaktivní.
Obrázek 01: Grafit a diamant jsou nejznámější stabilní allotropy uhlíku
Některá chemická fakta o uhlíku jsou následující:
- Atomové číslo je 6.
- Standardní atomová hmotnost je 12.
- Konfigurace elektronu je [He] 2s2 2p2
- Stav při standardní teplotě a tlaku je pevný stav.
- Podstupujte sublimaci při 3642 °C
- Nejstabilnější alotropy jsou grafit a diamant.
- Oxidační stavy – nejstabilnější oxidační stav je +4 a existuje také +2.
Tato látka navíc může sublimovat při velmi vysokých teplotách (vyšších než kovy s nejvyšším bodem tání, jako je wolfram). Tato látka je především odolná vůči oxidaci než železo a měď. Uhlík je hlavním chemickým prvkem, který tvoří strukturu organických sloučenin, a vyskytuje se také v anorganických sloučeninách.
Co je grafit?
Grafit je stabilní alotrop uhlíku. Alotrop je látka, která má dvě nebo více různých fyzikálních forem, ve kterých může prvek existovat. Tento allotrop se přirozeně vyskytuje a je to krystalická forma. Tuto sloučeninu můžeme najít jako složku v metamorfovaných a vyvřelých horninách. Jedná se o minerál, který má některé extrémní vlastnosti, které jsou užitečné v průmyslových potřebách. Například je extrémně měkká, a proto se může štěpit mírným tlakem na něj. Navíc má velmi nízkou specifickou hmotnost. Naproti tomu je tato látka extrémně odolná vůči teplu. Je téměř inertní vůči kontaktu s jakýmkoli jiným materiálem.
Obrázek 02: Chemická struktura grafitu
Když vezmeme v úvahu strukturu grafitu, existují vrstvy atomů uhlíku, z nichž jedna vrstva má síť atomů uhlíku. Tam se jeden atom uhlíku váže se třemi dalšími atomy uhlíku prostřednictvím kovalentních vazeb. Uhlíková vrstva je tedy rovinná. Zbývající elektron každého atomu uhlíku má tendenci společně tvořit elektronový mrak. Tento elektronový mrak je důležitý pro elektrickou vodivost.
Jaký je rozdíl mezi uhlíkem a grafitem?
Uhlík je chemický prvek s atomovým číslem 6 a chemickou značkou C, zatímco grafit je stabilní alotrop uhlíku. To je klíčový rozdíl mezi uhlíkem a grafitem. Kromě toho je uhlík nekov, který se může vyskytovat v různých strukturách, které nazýváme alotropy, jako je grafit, diamant, dřevěné uhlí atd. V souladu s tím je chemická struktura grafitu jedinečná od jiných alotropů, které mají síť atomů uhlíku, ve kterých každý uhlík atom má kolem sebe tři kovalentní vazby (s jinými atomy uhlíku) a elektronový mrak, který může vést elektřinu. Jiné allotropy uhlíku nemohou vést elektřinu. Toto je tedy hlavní rozdíl mezi uhlíkem a grafitem.
Níže uvedená infografika poskytuje další podrobnosti o rozdílu mezi uhlíkem a grafitem.
Shrnutí – uhlík vs grafit
Uhlík je hlavní chemický prvek, který tvoří živé bytosti. Grafit je přirozeně se vyskytující minerální forma uhlíku. Klíčový rozdíl mezi uhlíkem a grafitem je však v tom, že uhlík je chemický prvek, zatímco grafit je alotrop uhlíku.
