ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคาร์บอนและกราไฟต์คือคาร์บอนเป็นองค์ประกอบทางเคมี ในขณะที่กราไฟต์เป็นอัลโลโทรปของคาร์บอน
คาร์บอนและกราไฟต์เป็นทั้งรูปแบบคาร์บอนโดยที่กราไฟต์เป็นอัลโลโทรปของคาร์บอนและเป็นคาร์บอนรูปแบบที่เสถียรที่สุด คาร์บอนเป็นอโลหะที่คนรู้จักมาตั้งแต่สมัยโบราณ มนุษย์ใช้คาร์บอนในรูปแบบต่างๆ ที่เราเรียกว่า carbon allotropes เช่น ถ่านชาร์โคล เขม่ากราไฟต์ และเพชร ก่อนหน้านี้ ผู้คนไม่ได้ตระหนักว่าสารประกอบเหล่านี้เป็นรูปแบบที่แตกต่างกันของคาร์บอนเท่านั้น และต่อมาก็ต่อเมื่อนักวิทยาศาสตร์ค้นพบเกี่ยวกับ allotropes ของคาร์บอนเท่านั้น คำว่าคาร์บอนมาจากคำภาษาละติน carbo ซึ่งหมายถึงถ่านคาร์บอนเป็นธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ และเป็นธาตุที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดอันดับสี่ในธรรมชาติ มันมีบทบาทสำคัญในมนุษย์เช่นเดียวกับชีวิตพืชผ่านวัฏจักรคาร์บอน
คาร์บอนคืออะไร
คาร์บอนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 6 และสัญลักษณ์ทางเคมี C เราสามารถจัดประเภทเป็นอโลหะและยังเป็นองค์ประกอบบล็อก p ในตารางธาตุของธาตุ องค์ประกอบนี้เป็นเตตระวาเลนต์ ซึ่งหมายความว่ามีเวเลนซ์อิเล็กตรอนสี่ตัว ดังนั้นจึงสามารถสร้างพันธะเคมีโควาเลนต์ได้สี่พันธะ มีไอโซโทปหลักสามไอโซโทปของธาตุนี้ซึ่งเกิดขึ้นตามธรรมชาติ C-12 และ C-13 เสถียรในขณะที่ C-14 มีกัมมันตภาพรังสี
รูปที่ 01: กราไฟต์และเพชรเป็น Allotropes of Carbon ที่เสถียรที่สุดที่รู้จักมากที่สุด
ข้อเท็จจริงทางเคมีบางประการเกี่ยวกับคาร์บอนมีดังนี้
- เลขอะตอมคือ 6
- น้ำหนักอะตอมมาตรฐานคือ 12.
- การกำหนดค่าอิเล็กตรอนคือ [เขา] 2s2 2p2
- สถานะที่อุณหภูมิมาตรฐานและความดันเป็นสถานะของแข็ง
- ระเหิด 3642 °C
- allotropes ที่เสถียรที่สุดคือกราไฟต์และเพชร
- สถานะออกซิเดชัน – สถานะออกซิเดชันที่เสถียรที่สุดคือ +4 และ +2 ก็มีอยู่เช่นกัน
ยิ่งกว่านั้น สารนี้สามารถระเหิดได้ที่อุณหภูมิสูงมาก (สูงกว่าโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูงสุด เช่น ทังสเตน) เหนือสิ่งอื่นใด สารนี้มีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันมากกว่าธาตุเหล็กและทองแดง คาร์บอนเป็นองค์ประกอบทางเคมีหลักที่ประกอบเป็นโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์ และยังเกิดขึ้นในสารประกอบอนินทรีย์ด้วย
กราไฟท์คืออะไร
กราไฟต์เป็นอัลโลโทรปที่เสถียรของคาร์บอน allotrope เป็นสารที่มีรูปแบบทางกายภาพที่แตกต่างกันตั้งแต่สองรูปแบบขึ้นไปซึ่งองค์ประกอบสามารถมีอยู่ได้allotrope นี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติและเป็นรูปแบบผลึก เราสามารถพบสารประกอบนี้เป็นส่วนประกอบในหินแปรและหินอัคนี เป็นแร่ธาตุที่มีลักษณะเฉพาะที่เป็นประโยชน์ต่อความต้องการทางอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น มันนุ่มมาก และสามารถเกาะติดได้โดยใช้แรงกดเล็กน้อยบนมัน นอกจากนี้ยังมีความถ่วงจำเพาะต่ำมาก ในทางตรงกันข้าม สารนี้มีความทนทานต่อความร้อนสูง เกือบจะเฉื่อยต่อการสัมผัสกับวัสดุอื่น ๆ
รูปที่ 02: โครงสร้างทางเคมีของกราไฟท์
เมื่อพิจารณาถึงโครงสร้างของกราไฟท์ จะมีอะตอมของคาร์บอนอยู่หลายชั้น โดยที่ชั้นหนึ่งมีโครงข่ายของอะตอมของคาร์บอน ที่นั่น อะตอมของคาร์บอนหนึ่งตัวเกาะติดกับอะตอมของคาร์บอนอีกสามตัวผ่านพันธะโควาเลนต์ ดังนั้นชั้นคาร์บอนจึงเป็นระนาบอิเล็กตรอนที่เหลือของอะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมมีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นเมฆอิเล็กตรอนร่วมกัน เมฆอิเล็กตรอนนี้มีความสำคัญในการนำไฟฟ้า
คาร์บอนกับกราไฟต์ต่างกันอย่างไร
คาร์บอนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 6 และสัญลักษณ์ทางเคมี C ในขณะที่กราไฟต์เป็นอัลโลโทรปที่เสถียรของคาร์บอน นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างคาร์บอนและกราไฟท์ นอกจากนี้ คาร์บอนยังเป็นอโลหะซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ในโครงสร้างต่างๆ ที่เราเรียกกันว่าอัลโลโทรป เช่น กราไฟต์ เพชร ถ่านชาร์โคล เป็นต้น ดังนั้น โครงสร้างทางเคมีของกราไฟต์จึงมีลักษณะเฉพาะจากอัลโลโทรปอื่นๆ ซึ่งมีโครงข่ายของอะตอมของคาร์บอนซึ่งแต่ละคาร์บอน อะตอมมีพันธะโควาเลนต์อยู่สามพันธะ (กับอะตอมของคาร์บอนอื่นๆ) และเมฆอิเล็กตรอนที่สามารถนำไฟฟ้าได้ allotropes ของคาร์บอนอื่น ๆ ไม่สามารถนำไฟฟ้าได้ ดังนั้น นี่คือความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคาร์บอนและกราไฟท์
อินโฟกราฟิกด้านล่างให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างคาร์บอนและกราไฟท์
สรุป – คาร์บอนกับกราไฟต์
คาร์บอนเป็นองค์ประกอบทางเคมีหลักที่สร้างสิ่งมีชีวิต กราไฟต์เป็นแร่ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติของคาร์บอน อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคาร์บอนและกราไฟต์ก็คือ คาร์บอนเป็นองค์ประกอบทางเคมี ในขณะที่กราไฟต์เป็นอัลโลโทรปของคาร์บอน