Het belangrijkste verschil tussen koolstof en grafiet is dat de koolstof een chemisch element is, terwijl het grafiet een allotroop van koolstof is.
Koolstof en grafiet zijn beide koolstofvormen waarbij grafiet een allotroop van koolstof is en de meest stabiele vorm van koolstof. Koolstof is een niet-metaal dat mensen al sinds de oudheid kenden. Mensen gebruikten verschillende vormen van koolstof, die we koolstofallotropen noemen, zoals houtskool, grafietroet en diamant. Eerder realiseerden mensen zich niet dat deze verbindingen alleen verschillende vormen van koolstof zijn en het was pas later toen wetenschappers erachter kwamen over allotropen van koolstof. Het woord koolstof is afgeleid van het Latijnse woord carbo, dat houtskool betekent. Koolstof is een natuurlijk voorkomend element en het is het vierde meest voorkomende element in de natuur. Het speelt een cruciale rol in zowel het menselijk als het plantenleven door zijn koolstofcyclus.
Wat is koolstof?
Koolstof is een chemisch element met atoomnummer 6 en chemisch symbool C. We kunnen het categoriseren als een niet-metaal en het is ook een p-blokelement in het periodiek systeem der elementen. Dit element is vierwaardig, wat betekent dat het vier valentie-elektronen heeft en dus vier covalente chemische bindingen kan vormen. Er zijn drie belangrijke isotopen van dit element die van nature voorkomen; C-12 en C-13 zijn stabiel, terwijl C-14 radioactief is.
Figuur 01: Grafiet en diamant zijn de meest bekende stabiele allotropen van koolstof
Sommige chemische feiten over koolstof zijn als volgt:
- Atoomgetal is 6.
- Standaard atoomgewicht is 12.
- Elektronenconfiguratie is [Hij] 2s2 2p2
- Staat bij standaard temperatuur en druk is vaste toestand.
- Sublimatie ondergaan bij 3642 °C
- De meest stabiele allotropen zijn grafiet en diamant.
- Oxidatietoestanden – de meest stabiele oxidatietoestand is +4, en +2 bestaat ook.
Bovendien kan deze stof sublimatie ondergaan bij zeer hoge temperaturen (hoger dan de metalen met het hoogste smeltpunt zoals wolfraam). Bovenal is deze stof beter bestand tegen oxidatie dan die van ijzer en koper. Koolstof is het belangrijkste chemische element dat de structuur van organische verbindingen vormt, en het komt ook voor in anorganische verbindingen.
Wat is grafiet?
Grafiet is een stabiele allotroop van koolstof. Een allotroop is een stof die elk uit twee of meer verschillende fysieke vormen bestaat waarin een element kan voorkomen. Deze allotroop komt van nature voor en is een kristallijne vorm. We kunnen deze verbinding vinden als een bestanddeel in metamorfe en stollingsgesteenten. Dit is een mineraal met een extreem kenmerk dat nuttig is in industriële behoeften. Het is bijvoorbeeld extreem zacht en kan dus splijten met een lichte druk erop. Bovendien heeft het een zeer laag soortelijk gewicht. Daarentegen is deze stof extreem hittebestendig. Het is bijna inert voor contact met ander materiaal.
Figuur 02: Chemische structuur van grafiet
Als we kijken naar de structuur van grafiet, zijn er lagen koolstofatomen waarin één laag een netwerk van koolstofatomen heeft. Daar hecht één koolstofatoom zich via covalente bindingen aan drie andere koolstofatomen. Daarom is de koolstoflaag vlak. Het overblijvende elektron van elk koolstofatoom heeft de neiging om samen een elektronenwolk te vormen. Deze elektronenwolk is belangrijk in elektrische geleidbaarheid.
Wat is het verschil tussen koolstof en grafiet?
Koolstof is een chemisch element met atoomnummer 6 en chemisch symbool C, terwijl grafiet een stabiele allotroop van koolstof is. Dit is het belangrijkste verschil tussen koolstof en grafiet. Bovendien is koolstof een niet-metaal dat kan voorkomen in verschillende structuren die we allotropen noemen, zoals grafiet, diamant, houtskool, enz. Dienovereenkomstig is de chemische structuur van grafiet uniek van andere allotropen die een netwerk van koolstofatomen hebben waarin elke koolstof atoom heeft drie covalente bindingen om zich heen (met andere koolstofatomen) en een elektronenwolk die elektriciteit kan geleiden. Andere allotropen van koolstof kunnen geen elektriciteit geleiden. Dit is dus een groot verschil tussen koolstof en grafiet.
De onderstaande infographic geeft meer details over het verschil tussen koolstof en grafiet.
Samenvatting – Koolstof versus grafiet
Koolstof is het belangrijkste chemische element dat de levende wezens opbouwt. Grafiet is een natuurlijk voorkomende minerale vorm van koolstof. Het belangrijkste verschil tussen koolstof en grafiet is echter dat de koolstof een chemisch element is, terwijl het grafiet een allotroop van koolstof is.
