Põhiline erinevus süsiniku ja grafiidi vahel on see, et süsinik on keemiline element, samas kui grafiit on süsiniku allotroop.
Süsinik ja grafiit on mõlemad süsinikuvormid, kus grafiit on süsiniku allotroop ja süsiniku kõige stabiilsem vorm. Süsinik on mittemetall, mida inimesed teadsid iidsetest aegadest. Inimesed kasutasid süsiniku erinevaid vorme, mida me nimetame süsiniku allotroopideks, nagu puusüsi, grafiiditahm ja teemant. Varem ei teadnud inimesed, et need ühendid on ainult süsiniku erinevad vormid, ja alles hiljem, kui teadlased avastasid süsiniku allotroopide olemasolu. Sõna süsinik tuleneb ladinakeelsest sõnast carbo, mis tähendab sütt. Süsinik on looduslikult esinev element ja see on looduses esinemissageduselt neljas element. Sellel on süsinikuringe kaudu ülitähtis roll inimeste ja taimede elus.
Mis on süsinik?
Süsinik on keemiline element, millel on aatomnumber 6 ja keemiline sümbol C. Me võime selle liigitada mittemetalliks ja samuti on see elementide perioodilisuse tabelis p-ploki element. See element on neljavalentne, mis tähendab, et sellel on neli valentselektroni ja seega võib see moodustada neli kovalentset keemilist sidet. Sellel elemendil on kolm peamist looduslikult esinevat isotoopi; C-12 ja C-13 on stabiilsed, samas kui C-14 on radioaktiivne.
Joonis 01: Grafiit ja teemant on kõige tuntumad stabiilsed süsiniku allotroopid
Mõned keemilised faktid süsiniku kohta on järgmised:
- Aatomnumber on 6.
- Standardne aatommass on 12.
- Elektroni konfiguratsioon on [He] 2s2 2p2
- Olek standardtemperatuuril ja rõhul on tahkis.
- Sublimatsioon 3642 °C juures
- Kõige stabiilsemad allotroopid on grafiit ja teemant.
- Oksüdatsiooniastmed – kõige stabiilsem oksüdatsiooniaste on +4 ja olemas on ka +2.
Lisaks võib see aine sublimeeruda väga kõrgetel temperatuuridel (kõrgem kui kõrgeima sulamistemperatuuriga metallidel, näiteks volframil). Eelkõige on see aine oksüdatsioonile vastupidav kui raud ja vask. Süsinik on peamine keemiline element, mis moodustab orgaaniliste ühendite struktuuri, ja seda esineb ka anorgaanilistes ühendites.
Mis on grafiit?
Grafiit on süsiniku stabiilne allotroop. Allotroop on aine, millel on kaks või enam erinevat füüsikalist vormi, milles element võib eksisteerida. See allotroop esineb looduslikult ja see on kristalne vorm. Seda ühendit võib leida moonde- ja tardkivimite koostisosana. See on mineraal, millel on mõned äärmuslikud omadused, mis on kasulikud tööstuslikes vajadustes. Näiteks on see ülim alt pehme ja seetõttu võib see kerge survega lõhki minna. Lisaks on sellel väga madal erikaal. Seevastu see aine on äärmiselt kuumuskindel. See on peaaegu inertne mis tahes muu materjaliga kokkupuute suhtes.
Joonis 02: Grafiidi keemiline struktuur
Grafiidi struktuuri arvestades on süsinikuaatomite kihte, mille ühes kihis on süsinikuaatomite võrgustik. Seal kinnitub üks süsinikuaatom kolme teise süsinikuaatomiga kovalentsete sidemete kaudu. Seega on süsinikukiht tasapinnaline. Iga süsinikuaatomi järelejäänud elektron kipub koos moodustama elektronpilve. See elektronipilv on oluline elektrijuhtivuse seisukoh alt.
Mis vahe on süsinikul ja grafiidil?
Süsinik on keemiline element, mille aatomnumber on 6 ja keemiline sümbol C, samas kui grafiit on süsiniku stabiilne allotroop. See on peamine erinevus süsiniku ja grafiidi vahel. Lisaks on süsinik mittemetall, mis võib esineda erinevates struktuurides, mida me nimetame allotroopideks, nagu grafiit, teemant, puusüsi jne. Seega on grafiidi keemiline struktuur ainulaadne teistest allotroopidest, millel on süsinikuaatomite võrgustik, milles iga süsinik aatomi ümber on kolm kovalentset sidet (teiste süsinikuaatomitega) ja elektronpilv, mis võib elektrit juhtida. Teised süsiniku allotroopid ei suuda elektrit juhtida. Seega on see süsiniku ja grafiidi peamine erinevus.
Allpool olev infograafik annab rohkem üksikasju süsiniku ja grafiidi erinevuse kohta.
Kokkuvõte – süsinik vs grafiit
Süsinik on peamine keemiline element, mis loob elusolendeid. Grafiit on looduslikult esinev süsiniku mineraalne vorm. Peamine erinevus süsiniku ja grafiidi vahel on aga see, et süsinik on keemiline element, samas kui grafiit on süsiniku allotroop.
