Avainero hiilen ja grafiitin välillä on, että hiili on kemiallinen alkuaine, kun taas grafiitti on hiilen allotrooppi.
Hiili ja grafiitti ovat molemmat hiilen muotoja, joissa grafiitti on hiilen allotrooppi ja stabiilin hiilen muoto. Hiili on epämetalli, jonka ihmiset tunsivat muinaisista ajoista lähtien. Ihmiset käyttivät erilaisia hiilen muotoja, joita kutsumme hiilen allotroopeiksi, kuten hiiltä, grafiittinokea ja timanttia. Aiemmin ihmiset eivät tienneet, että nämä yhdisteet ovat vain erilaisia hiilen muotoja, ja vasta myöhemmin tiedemiehet saivat selville hiilen allotroopeista. Sana hiili tulee latinan sanasta carbo, joka tarkoittaa hiiltä. Hiili on luonnossa esiintyvä alkuaine, ja se on neljänneksi yleisin alkuaine luonnossa. Sillä on ratkaiseva rooli ihmisten ja kasvien elämässä hiilikiertonsa kautta.
Mikä on hiili?
Hiili on kemiallinen alkuaine, jonka atominumero on 6 ja kemiallinen symboli C. Voimme luokitella sen epämetalliksi ja se on myös p-lohkoelementti alkuaineiden jaksollisessa taulukossa. Tämä alkuaine on neliarvoinen, mikä tarkoittaa, että siinä on neljä valenssielektronia ja siten se voi muodostaa neljä kovalenttista kemiallista sidosta. Tällä alkuaineella on kolme pääisotooppia, joita esiintyy luonnossa; C-12 ja C-13 ovat stabiileja, kun taas C-14 on radioaktiivinen.
Kuva 01: Grafiitti ja timantti ovat tunnetuimpia stabiileja hiilen allotrooppeja
Joitakin kemiallisia faktoja hiilestä ovat seuraavat:
- Yminumero on 6.
- Vakioatomipaino on 12.
- Elektronikokoonpano on [He] 2s2 2p2
- Tila vakiolämpötilassa ja -paineessa on kiinteässä tilassa.
- Sublimaatio 3642 °C:ssa
- Vakaimmat allotroopit ovat grafiittia ja timanttia.
- Hapetustilat – vakain hapetusaste on +4, ja myös +2 on olemassa.
Lisäksi tämä aine voi sublimoitua erittäin korkeissa lämpötiloissa (korkeampi kuin korkeimpien sulamispisteiden metallit, kuten volframi). Ennen kaikkea tämä aine kestää hapettumista kuin rauta ja kupari. Hiili on tärkein kemiallinen alkuaine, joka muodostaa orgaanisten yhdisteiden rakenteen, ja sitä esiintyy myös epäorgaanisissa yhdisteissä.
Mikä on grafiitti?
Grafiitti on vakaa hiilen allotrooppi. Allotrooppi on aine, joka on kahdessa tai useammassa eri fysikaalisessa muodossa, jossa elementti voi esiintyä. Tämä allotrooppi esiintyy luonnossa, ja se on kiteinen muoto. Voimme löytää tämän yhdisteen ainesosana metamorfisissa ja magmaisissa kivissä. Tämä on mineraali, jolla on äärimmäisiä ominaisuuksia, jotka ovat hyödyllisiä teollisuuden tarpeissa. Se on esimerkiksi äärimmäisen pehmeää, joten se voi halkeilla kevyellä paineella. Lisäksi sillä on erittäin alhainen ominaispaino. Sitä vastoin tämä aine on erittäin lämmönkestävä. Se on lähes inertti kosketukseen minkä tahansa muun materiaalin kanssa.
Kuva 02: Grafiitin kemiallinen rakenne
Grafiitin rakennetta tarkasteltaessa on olemassa hiiliatomikerroksia, joissa yhdessä kerroksessa on hiiliatomien verkosto. Siellä yksi hiiliatomi kiinnittyy kolmen muun hiiliatomin kanssa kovalenttisten sidosten kautta. Tästä syystä hiilikerros on tasomainen. Jokaisen hiiliatomin jäljelle jäävä elektroni pyrkii muodostamaan yhdessä elektronipilven. Tämä elektronipilvi on tärkeä sähkönjohtavuudessa.
Mitä eroa on hiilen ja grafiitin välillä?
Hiili on kemiallinen alkuaine, jonka atominumero on 6 ja kemiallinen symboli C, kun taas grafiitti on vakaa hiilen allotrooppi. Tämä on tärkein ero hiilen ja grafiitin välillä. Lisäksi hiili on epämetalli, jota voi esiintyä erilaisissa rakenteissa, joita kutsumme allotroopeiksi, kuten grafiitiksi, timantiksi, puuhiileksi jne. Näin ollen grafiitin kemiallinen rakenne on ainutlaatuinen verrattuna muihin allotrooppeihin, joissa on hiiliatomien verkosto, jossa jokainen hiili on atomilla on kolme kovalenttista sidosta ympärillään (muiden hiiliatomien kanssa) ja elektronipilvi, joka voi johtaa sähköä. Muut hiilen allotroopit eivät voi johtaa sähköä. Tästä syystä tämä on suuri ero hiilen ja grafiitin välillä.
Alla oleva infografiikka antaa lisätietoja hiilen ja grafiitin eroista.
Yhteenveto – hiili vs grafiitti
Hiili on tärkein kemiallinen alkuaine, joka rakentaa eläviä olentoja. Grafiitti on luonnossa esiintyvä hiilen mineraalimuoto. Tärkein ero hiilen ja grafiitin välillä on kuitenkin se, että hiili on kemiallinen alkuaine, kun taas grafiitti on hiilen allotrooppi.
