ההבדל העיקרי בין פחמן לגרפיט הוא שהפחמן הוא יסוד כימי ואילו הגרפיט הוא אלוטרופ של פחמן.
פחמן וגרפיט הן צורות פחמן כאשר הגרפיט הוא אלוטרופ של פחמן והצורה היציבה ביותר של פחמן. פחמן הוא לא מתכת שאנשים הכירו מאז ימי קדם. בני אדם השתמשו בצורות שונות של פחמן, שאנו מכנים אותם כאלוטרופי פחמן, כגון פחם, פיח גרפיט ויהלום. מוקדם יותר, אנשים לא הבינו שתרכובות אלו הן צורות שונות של פחמן בלבד, וזה היה מאוחר יותר רק כאשר מדענים גילו על אלוטרופים של פחמן. המילה פחמן נובעת מהמילה הלטינית carbo, שפירושה פחם.פחמן הוא יסוד טבעי, והוא היסוד הרביעי בשכיחותו בטבע. הוא ממלא תפקיד מכריע בחיי האדם כמו גם בצומח במהלך מחזור הפחמן שלו.
מה זה פחמן?
פחמן הוא יסוד כימי בעל המספר האטומי 6 וסמל כימי C. אנו יכולים לסווג אותו כלא-מתכת והוא גם יסוד p בלוק בטבלה המחזורית של היסודות. יסוד זה הוא ארבע-ערכי, כלומר יש לו ארבעה אלקטרונים ערכיים ולכן הוא יכול ליצור ארבעה קשרים כימיים קוולנטיים. ישנם שלושה איזוטופים עיקריים של יסוד זה המופיעים באופן טבעי; C-12 ו-C-13 יציבים בעוד ש-C-14 רדיואקטיבי.
איור 01: גרפיט ויהלום הם האלוטרופים היציבים ביותר של פחמן
כמה עובדות כימיות על פחמן הן כדלקמן:
- המספר האטומי הוא 6.
- משקל אטומי סטנדרטי הוא 12.
- תצורת אלקטרונים היא [He] 2s2 2p2
- מצב בטמפרטורה סטנדרטית ובלחץ הוא מצב מוצק.
- עבור סובלימציה ב-3642°C
- רוב האלוטרופים היציבים הם גרפיט ויהלום.
- מצבי חמצון - מצב החמצון היציב ביותר הוא +4, וקיים גם +2.
יתר על כן, חומר זה יכול לעבור סובלימציה בטמפרטורות גבוהות מאוד (גבוהות מהמתכות הגבוהות ביותר בנקודת ההיתוך כגון טונגסטן). מעל הכל, החומר הזה עמיד בפני חמצון מזה של ברזל ונחושת. פחמן הוא היסוד הכימי העיקרי המרכיב את המבנה של תרכובות אורגניות, והוא מופיע גם בתרכובות אנאורגניות.
מה זה גרפיט?
גרפיט הוא אלוטרופ יציב של פחמן. אלוטרופ הוא חומר שכל אחת משתי צורות פיזיקליות שונות או יותר שבהן יכול להתקיים יסוד.אלוטרופ זה מתרחש באופן טבעי, והוא צורה גבישית. אנו יכולים למצוא את התרכובת הזו כמרכיב בסלעים מטמורפיים ומסלעים. זהו מינרל בעל מאפיין קיצוני כלשהו שימושי בצרכים תעשייתיים. לדוגמה, הוא רך במיוחד, ולכן הוא יכול להתבקע בלחץ קל המופעל עליו. יתר על כן, יש לו משקל סגולי נמוך מאוד. לעומת זאת, חומר זה עמיד ביותר בפני חום. הוא כמעט אינרטי למגע עם כל חומר אחר.
איור 02: מבנה כימי של גרפיט
כאשר בוחנים את המבנה של גרפיט, יש שכבות של אטומי פחמן שבהן לשכבה אחת יש רשת של אטומי פחמן. שם, אטום פחמן אחד מתחבר עם שלושה אטומי פחמן אחרים באמצעות קשרים קוולנטיים. מכאן ששכבת הפחמן מישורית.האלקטרון הנותר של כל אטום פחמן נוטה ליצור ענן אלקטרונים ביחד. ענן אלקטרונים זה חשוב במוליכות חשמלית.
מה ההבדל בין פחמן לגרפיט?
פחמן הוא יסוד כימי בעל המספר האטומי 6 והסמל הכימי C ואילו גרפיט הוא אלוטרופ יציב של פחמן. זה ההבדל העיקרי בין פחמן לגרפיט. יתרה מכך, פחמן הוא לא מתכת שיכולה להופיע במבנים שונים שאנו קוראים להם כאלוטרופים כגון גרפיט, יהלום, פחם וכו'. בהתאם לכך, המבנה הכימי של הגרפיט ייחודי מאלוטרופים אחרים שיש להם רשת של אטומי פחמן שבהם כל פחמן לאטום יש שלושה קשרים קוולנטיים סביבם (עם אטומי פחמן אחרים) וענן אלקטרוני שיכול להוליך חשמל. אלוטרופים אחרים של פחמן אינם יכולים להוליך חשמל. לפיכך, זהו הבדל גדול בין פחמן לגרפיט.
האינפוגרפיה שלהלן מספקת פרטים נוספים על ההבדל בין פחמן לגרפיט.
סיכום – פחמן מול גרפיט
פחמן הוא היסוד הכימי העיקרי שבונה את היצורים החיים. גרפיט הוא צורה מינרלית הקיימת באופן טבעי של פחמן. עם זאת, ההבדל העיקרי בין פחמן לגרפיט הוא שהפחמן הוא יסוד כימי ואילו הגרפיט הוא אלוטרופ של פחמן.
