ההבדל העיקרי בין פחמן ליהלום הוא שפחמן הוא יסוד כימי ואילו יהלום הוא אלוטרופ של פחמן.
פחמן הוא יסוד כימי בעל המספר האטומי 6 והסמל הכימי C. הוא מופיע בטבע במבנים שונים, שאנו מכנים אלוטרופים של פחמן. מבנים אלו מכילים רק פחמן כיסוד הכימי אך הסידור המרחבי של אטומי הפחמן שונה זה מזה. יהלום הוא גם סוג של אלוטרופי. התכונות הפיזיקליות של אלוטרופים שונות זו מזו גם כן.
מה זה פחמן?
פחמן הוא יסוד כימי בעל המספר האטומי 6 והסמל הכימי C.זוהי לא מתכת הממוקמת כאלמנט p בלוק בטבלה המחזורית של היסודות. לפי תצורת האלקטרונים של פחמן ([He] 2s2 2p2), אטום פחמן יכול ליצור ארבעה קשרים כימיים קוולנטיים. יתרה מכך, ליסוד זה יש איזוטופים (אטומים של אותו יסוד בעלי מספר שונה של נויטרונים). האיזוטופ השכיח והיציב ביותר של פחמן הוא 12C בעוד 13C הוא איזוטופ יציב אך פחות שופע; 14C, לעומת זאת, הוא איזוטופ רדיואקטיבי.
איור 01: Allotropes of Carbon
אלוטרופים של פחמן הם הצורות המבניות השונות של פחמן שיש להן רק אטומי פחמן אך סידורים מרחביים שונים. אלו הן הצורות המופיעות באופן טבעי של פחמן. הדוגמאות הנפוצות ביותר הן יהלום וגרפיט. למרות ששני המבנים הללו מורכבים מאטומי פחמן בלבד, יש להם תכונות פיזיקליות שונות בשל ההבדלים בסידור המרחבי.לדוגמה, היהלום שקוף בעוד שהגרפיט אטום. יתר על כן, כמה עובדות כימיות אחרות על פחמן רשומות כדלקמן:
- מספר אטומי הוא 6
- מספר מסה הוא 12.011
- קבוצה 14 ותקופה 2
- p block element
- לא מתכת ריאקטיבי
- בטמפרטורה ולחץ סטנדרטיים, זה מתרחש במצב מוצק
- נקודת הסובלימציה היא 3642°C
- נקודה משולשת היא 4600 K, 10, 800 kPa
- מצב החמצון הנפוץ ביותר הוא +4
מה זה יהלום?
יהלום הוא אלוטרופ של פחמן. זוהי צורה מוצקה של פחמן שיש לה צורה תלת מימדית. יתר על כן, כל אטום פחמן מתחבר לארבעה אטומי פחמן אחרים באמצעות קשר כימי קוולנטי. ומבנה הגביש הזה נקרא מבנה "קובי יהלום". יתר על כן, מבין כל החומרים הטבעיים, לתרכובת זו יש את הקשיות והמוליכות התרמית הגבוהים ביותר.לכן, יהלום נפוץ בתעשיות של כלי חיתוך וליטוש.
איור 02: יהלום נגד גרפיט
כמה עובדות חשובות על יהלום הן כדלקמן:
- נופל לקטגוריית המינרלים המקומיים
- היחידה החוזרת היא פחמן
- מסת הנוסחה היא 12.01 גרם/מול
- הצבע הוא בדרך כלל צהוב, חום או אפור עד חסר צבע
- שבר אינו סדיר/לא אחיד
- יתר על כן, פס המינרלים שלו חסר צבע
מה ההבדל בין פחמן ליהלום?
פחמן הוא יסוד כימי בעל מספר אטומי 6 וסמל כימי C בעוד שהיהלום הוא האלוטרופ החזק ביותר של פחמן. ההבדל העיקרי בין פחמן ליהלום הוא שפחמן הוא יסוד כימי ואילו יהלום הוא אלוטרופ של פחמן.יתר על כן, המראה של פחמן תלוי בסוג האלוטרופ, למשל לגרפיט יש צבע כהה והוא אטום בעוד שהיהלום שקוף ונראה בדרך כלל צהוב, חום או אפור עד חסר צבע. למרות שלרוב האלוטרופים של פחמן יש חוזק נמוך יותר, יהלום הוא החומרים החזקים ביותר המופיעים באופן טבעי על פני כדור הארץ.
הטבלה הבאה מציגה את ההבדל בין פחמן ליהלום.
סיכום – פחמן מול יהלום
לפחמן יש אלוטרופים נפוצים רבים בעוד שהמבנה החזק ביניהם הוא יהלום. לפיכך, ההבדל העיקרי בין פחמן ליהלום הוא שפחמן הוא יסוד כימי ואילו יהלום הוא אלוטרופ של פחמן.
