Der Hauptunterschied zwischen Kohlenstoff und Graphit besteht darin, dass Kohlenstoff ein chemisches Element ist, während Graphit ein Allotrop des Kohlenstoffs ist.
Kohlenstoff und Graphit sind beides Kohlenstoffformen, wobei Graphit ein Allotrop von Kohlenstoff und die stabilste Form von Kohlenstoff ist. Kohlenstoff ist ein Nichtmetall, das die Menschen seit der Antike kannten. Menschen verwendeten verschiedene Formen von Kohlenstoff, die wir als Kohlenstoffallotrope bezeichnen, wie Holzkohle, Graphitruß und Diamant. Früher erkannten die Menschen nicht, dass diese Verbindungen nur verschiedene Formen von Kohlenstoff sind, und erst später entdeckten Wissenschaftler Allotrope von Kohlenstoff. Das Wort Kohlenstoff leitet sich vom lateinischen Wort carbo ab, was Holzkohle bedeutet. Kohlenstoff ist ein natürlich vorkommendes Element und das vierthäufigste Element in der Natur. Durch seinen Kohlenstoffkreislauf spielt es sowohl im menschlichen als auch im pflanzlichen Leben eine entscheidende Rolle.
Was ist Kohlenstoff?
Kohlenstoff ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 6 und dem chemischen Symbol C. Wir können es als Nichtmetall kategorisieren und es ist auch ein p-Block-Element im Periodensystem der Elemente. Dieses Element ist vierwertig, das heißt, es hat vier Valenzelektronen und kann somit vier kovalente chemische Bindungen eingehen. Es gibt drei Hauptisotope dieses Elements, die natürlich vorkommen; C-12 und C-13 sind stabil, während C-14 radioaktiv ist.
Abbildung 01: Graphit und Diamant sind die bekanntesten stabilen Allotrope von Kohlenstoff
Einige chemische Fakten über Kohlenstoff lauten wie folgt:
- Ordnungszahl ist 6.
- Standardatomgewicht ist 12.
- Elektronenkonfiguration ist [He] 2s2 2p2
- Zustand bei Standardtemperatur und -druck ist fester Zustand.
- Sublimation bei 3642 °C
- Die stabilsten Allotrope sind Graphit und Diamant.
- Oxidationsstufen – die stabilste Oxidationsstufe ist +4, und +2 existiert auch.
Darüber hinaus kann diese Substanz bei sehr hohen Temperaturen sublimieren (höher als die Metalle mit dem höchsten Schmelzpunkt wie Wolfram). Vor allem ist dieser Stoff oxidationsbeständiger als Eisen und Kupfer. Kohlenstoff ist das wichtigste chemische Element, das die Struktur organischer Verbindungen ausmacht, und es kommt auch in anorganischen Verbindungen vor.
Was ist Graphit?
Graphit ist ein stabiles Allotrop des Kohlenstoffs. Ein Allotrop ist eine Substanz, die jeweils aus zwei oder mehr verschiedenen physikalischen Formen besteht, in denen ein Element existieren kann. Dieses Allotrop kommt natürlich vor und ist eine kristalline Form. Wir können diese Verbindung als Bestandteil in metamorphen und magmatischen Gesteinen finden. Dies ist ein Mineral mit einigen extremen Eigenschaften, die für industrielle Zwecke nützlich sind. Zum Beispiel ist es extrem weich und kann daher mit leichtem Druck gesp alten werden. Außerdem hat es ein sehr niedriges spezifisches Gewicht. Im Gegensatz dazu ist dieser Stoff extrem hitzebeständig. Es ist nahezu inert gegenüber dem Kontakt mit anderen Materialien.
Abbildung 02: Chemische Struktur von Graphit
Wenn man die Struktur von Graphit betrachtet, gibt es Schichten von Kohlenstoffatomen, in denen eine Schicht ein Netzwerk von Kohlenstoffatomen hat. Dort verbindet sich ein Kohlenstoffatom mit drei anderen Kohlenstoffatomen über kovalente Bindungen. Daher ist die Kohlenstoffschicht eben. Das verbleibende Elektron jedes Kohlenstoffatoms neigt dazu, zusammen eine Elektronenwolke zu bilden. Diese Elektronenwolke ist wichtig für die elektrische Leitfähigkeit.
Was ist der Unterschied zwischen Kohlenstoff und Graphit?
Kohlenstoff ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 6 und dem chemischen Symbol C, während Graphit ein stabiles Allotrop des Kohlenstoffs ist. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Kohlenstoff und Graphit. Darüber hinaus ist Kohlenstoff ein Nichtmetall, das in verschiedenen Strukturen auftreten kann, die wir als Allotrope wie Graphit, Diamant, Holzkohle usw. bezeichnen. Dementsprechend ist die chemische Struktur von Graphit einzigartig gegenüber anderen Allotropen, die ein Netzwerk von Kohlenstoffatomen aufweisen, in denen jeder Kohlenstoff ist Atom hat drei kovalente Bindungen um sich herum (mit anderen Kohlenstoffatomen) und eine Elektronenwolke, die Elektrizität leiten kann. Andere Kohlenstoff-Allotrope können keinen Strom leiten. Daher ist dies ein wesentlicher Unterschied zwischen Kohlenstoff und Graphit.
Die folgende Infografik enthält weitere Details zum Unterschied zwischen Kohlenstoff und Graphit.
Zusammenfassung – Kohlenstoff vs. Graphit
Kohlenstoff ist das wichtigste chemische Element, das die Lebewesen aufbaut. Graphit ist eine natürlich vorkommende mineralische Form von Kohlenstoff. Der Hauptunterschied zwischen Kohlenstoff und Graphit besteht jedoch darin, dass Kohlenstoff ein chemisches Element ist, während Graphit ein Allotrop von Kohlenstoff ist.
