Kľúčový rozdiel medzi uhlíkom a grafitom je v tom, že uhlík je chemický prvok, zatiaľ čo grafit je alotrop uhlíka.
Uhlík aj grafit sú formy uhlíka, kde grafit je alotrop uhlíka a najstabilnejšia forma uhlíka. Uhlík je nekov, ktorý ľudia poznali už od staroveku. Ľudia používali rôzne formy uhlíka, ktoré nazývame uhlíkové alotrópy, ako napríklad drevené uhlie, grafitové sadze a diamant. Predtým si ľudia neuvedomili, že tieto zlúčeniny sú iba rôznymi formami uhlíka a až neskôr vedci zistili alotropy uhlíka. Slovo uhlík pochádza z latinského slova carbo, čo znamená drevené uhlie. Uhlík je prirodzene sa vyskytujúci prvok a je štvrtým najrozšírenejším prvkom v prírode. Hrá kľúčovú úlohu v živote ľudí, ako aj rastlín prostredníctvom svojho uhlíkového cyklu.
Čo je uhlík?
Uhlík je chemický prvok s atómovým číslom 6 a chemickou značkou C. Môžeme ho kategorizovať ako nekov a tiež je to p blokový prvok v periodickej tabuľke prvkov. Tento prvok je štvormocný, čo znamená, že má štyri valenčné elektróny, a preto môže vytvárať štyri kovalentné chemické väzby. Existujú tri hlavné izotopy tohto prvku, ktoré sa prirodzene vyskytujú; C-12 a C-13 sú stabilné, zatiaľ čo C-14 je rádioaktívne.
Obrázok 01: Grafit a diamant sú najznámejšie stabilné alotropy uhlíka
Niektoré chemické fakty o uhlíku sú nasledovné:
- Atómové číslo je 6.
- Štandardná atómová hmotnosť je 12.
- Konfigurácia elektrónu je [He] 2s2 2p2
- Stav pri štandardnej teplote a tlaku je pevný stav.
- Podstúpiť sublimáciu pri 3642 °C
- Najstabilnejšie alotropy sú grafit a diamant.
- Oxidačné stavy – najstabilnejší oxidačný stav je +4 a existuje aj +2.
Táto látka navyše môže sublimovať pri veľmi vysokých teplotách (vyšších ako kovy s najvyšším bodom topenia, ako je volfrám). Táto látka je predovšetkým odolná voči oxidácii ako železo a meď. Uhlík je hlavný chemický prvok, ktorý tvorí štruktúru organických zlúčenín a vyskytuje sa aj v anorganických zlúčeninách.
Čo je grafit?
Grafit je stabilný alotrop uhlíka. Alotrop je látka, ktorá má dve alebo viac rôznych fyzikálnych foriem, v ktorých môže prvok existovať. Tento alotróp sa prirodzene vyskytuje a je to kryštalická forma. Túto zlúčeninu môžeme nájsť ako zložku v metamorfovaných a vyvrelých horninách. Ide o minerál, ktorý má niektoré extrémne vlastnosti, ktoré sú užitočné v priemyselných potrebách. Napríklad je extrémne mäkká, a preto sa môže štiepiť miernym tlakom aplikovaným na ňu. Okrem toho má veľmi nízku špecifickú hmotnosť. Naproti tomu je táto látka extrémne odolná voči teplu. Je takmer inertný voči kontaktu s akýmkoľvek iným materiálom.
Obrázok 02: Chemická štruktúra grafitu
Keď uvažujeme o štruktúre grafitu, existujú vrstvy atómov uhlíka, v ktorých jedna vrstva obsahuje sieť atómov uhlíka. Tam sa jeden atóm uhlíka viaže s tromi ďalšími atómami uhlíka prostredníctvom kovalentných väzieb. Uhlíková vrstva je teda rovinná. Zvyšný elektrón každého atómu uhlíka má tendenciu vytvárať spolu elektrónový oblak. Tento elektrónový oblak je dôležitý pre elektrickú vodivosť.
Aký je rozdiel medzi uhlíkom a grafitom?
Uhlík je chemický prvok s atómovým číslom 6 a chemickou značkou C, zatiaľ čo grafit je stabilný alotrop uhlíka. Toto je kľúčový rozdiel medzi uhlíkom a grafitom. Okrem toho uhlík je nekov, ktorý sa môže vyskytovať v rôznych štruktúrach, ktoré nazývame alotrópy, ako je grafit, diamant, drevené uhlie atď. V súlade s tým je chemická štruktúra grafitu jedinečná od iných alotrópov, ktoré majú sieť atómov uhlíka, v ktorých každý uhlík atóm má okolo seba tri kovalentné väzby (s inými atómami uhlíka) a elektrónový oblak, ktorý môže viesť elektrinu. Iné alotropy uhlíka nemôžu viesť elektrinu. Toto je teda hlavný rozdiel medzi uhlíkom a grafitom.
Nižšie uvedená infografika poskytuje ďalšie podrobnosti o rozdieloch medzi uhlíkom a grafitom.
Zhrnutie – uhlík vs grafit
Uhlík je hlavný chemický prvok, ktorý tvorí živé organizmy. Grafit je prirodzene sa vyskytujúca minerálna forma uhlíka. Kľúčový rozdiel medzi uhlíkom a grafitom je však v tom, že uhlík je chemický prvok, zatiaľ čo grafit je alotrop uhlíka.
