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碳和石墨的区别是什么?

碳和石墨之间的主要区别在于,碳是一种化学元素,而石墨是碳的同素异形体

碳和石墨都是碳的形式,其中石墨是碳的同素异形体,也是碳最稳定的形式。碳是人们自古以来就知道的一种非金属。人类使用不同形式的碳,我们称之为碳同素异形体,例如木炭、石墨烟灰和金刚石。早些时候,人们并没有意识到这些化合物只是碳的不同形式,直到后来科学家才发现碳的同素异形体。carbon 一词源自拉丁语 carbo,意思是木炭。碳是一种天然存在的元素,是自然界中第四丰富的元素。它通过其碳循环在人类和植物生命中发挥着至关重要的作用。

内容

1.概述和主要区别
2.什么是碳
3.什么是石墨
4.并排比较 – 表格形式的碳与石墨
5.总结

什么是碳?

碳是一种化学元素,原子序数为6,化学符号为C。我们可以将它归类为非金属,它也是元素周期表中的p块元素。这种元素是四价的,这意味着它有四个价电子,因此它可以形成四个共价化学键。这种元素的三种主要同位素是天然存在的;C-12 和 C-13 是稳定的,而 C-14 是放射性的。

Difference-Between-Carbon-and-Graphite-fig-1

图 01:石墨和金刚石是最著名的碳稳定同素异形体

关于碳的一些化学事实如下:

  • 原子序数为6。
  • 标准原子量为12。
  • 电子构型为 [He] 2s 2 2p 2
  • 在标准温度和压力下的状态是固态。
  • 在 3642 °C 升华
  • 最稳定的同素异形体是石墨和金刚石。
  • 氧化态——最稳定的氧化态是+4,也存在+2。

此外,这种物质可以在非常高的温度下升华(高于熔点最高的金属,如钨)。最重要的是,这种物质比铁和铜更耐氧化。碳是构成有机化合物结构的主要化学元素,它也存在于无机化合物中。

什么是石墨?

石墨是碳的稳定同素异形体。同素异形体是一种物质,其中每一种元素都可以存在于两种或多种不同的物理形式中。这种同素异形体自然发生,它是一种结晶形式。我们可以在变质岩和火成岩中找到这种化合物作为成分。这是一种具有某些极端特性的矿物,可用于工业需求。例如,它非常柔软,因此可以在施加轻微压力的情况下劈开。此外,它的比重非常低。相反,这种物质非常耐热。它对与任何其他材料的接触几乎呈惰性。

Difference-Between-Carbon-and-Graphite-fig-2

图02:石墨的化学结构

当考虑石墨的结构时,存在多层碳原子,其中一层具有碳原子网络。在那里,一个碳原子通过共价键与其他三个碳原子相连。因此,碳层是平面的。每个碳原子的剩余电子倾向于一起形成电子云。该电子云在导电性方面很重要。

碳和石墨有什么区别?

碳是原子序数为 6 且化学符号为 C 的化学元素,而石墨是碳的稳定同素异形体。这是碳和石墨之间的主要区别。此外,碳是一种非金属,可以以不同的结构出现,我们称之为同素异形体,例如石墨、金刚石、木炭等。因此,石墨的化学结构不同于其他具有碳原子网络的同素异形体,其中每个碳原子周围有三个共价键(与其他碳原子)和一个可以导电的电子云。碳的其他同素异形体不能导电。因此,这是碳和石墨之间的主要区别。

总结——碳与石墨

碳是构成生物体的主要化学元素。石墨是一种天然存在的矿物形式的碳。但是,碳和石墨之间的主要区别在于,碳是一种化学元素,而石墨是碳的同素异形体。

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