グラファイトと鉛の違いは何ですか?

グラファイトと鉛の主な違いは、グラファイトは無毒で安定性が高いのに対し、鉛は有毒で不安定であることです。

グラファイトとは何ですか?

グラファイトは、安定した結晶構造を持つ炭素の同素体です。石炭の一種です。しかも天然鉱物です。天然鉱物とは、他の元素と結合せずに自然界に存在する単一の化学元素を含む物質です。さらに、グラファイトは、標準の温度および圧力で発生する炭素の最も安定した形態です。黒鉛の同素体の繰り返し単位は炭素（C）です。グラファイトは六方晶系の結晶系を持っています。色は鉄黒から鋼灰色で、金属光沢もあります。黒鉛の縞の色は黒色（鉱物の微粉末の色）です。

グラファイトの結晶構造は蜂の巣状の格子をしています。0.335 nmの間隔でグラフェンシートが分離されています。このグラファイト構造では、炭素原子間の距離は 0.142 nm です。これらの炭素原子は共有結合を介して互いに結合しており、1 つの炭素原子の周囲に 3 つの共有結合があります。炭素原子の価数は 4 です。したがって、この構造のすべての炭素原子には 4 番目の空電子が存在します。したがって、この電子は自由に移動でき、グラファイトは導電性になります。天然黒鉛は、耐火物、電池、製鉄、膨張黒鉛、ブレーキライニング、鋳物仕上げ材、および潤滑剤に有用です。

鉛とは何ですか?

鉛は、原子番号 82、化学記号 Pb を持つ化学元素です。それは金属化学元素として発生します。この金属は重金属であり、私たちが知っている一般的な材料のほとんどよりも密度が高くなります。さらに、鉛は、比較的低い融点を有する柔らかく展性のある金属として存在する可能性があります。この金属は簡単に切断でき、シルバーグレーの金属の外観とともに特徴的な青い色合いを持っています。さらに重要なのは、この金属は安定した元素の中で最も高い原子番号を持っています。

鉛のバルク特性を考慮すると、鉛は高密度、展性、延性、および不動態化による高い耐食性を備えています。鉛は最密の面心立方構造を持ち、原子量が高いため、鉄、銅、亜鉛などのほとんどの一般的な金属の密度よりも密度が高くなります。ほとんどの金属と比較すると、鉛は融点が非常に低く、沸点も 14 族元素の中で最も低くなります。

鉛は空気にさらされると保護層を形成する傾向があります。この層の最も一般的な成分は炭酸鉛(II)です。鉛の硫酸塩成分や塩化物成分も存在する可能性があります。この層により、鉛金属表面は空気に対して効果的に化学的に不活性になります。さらに、フッ素ガスは室温で鉛と反応してフッ化鉛(II)を形成する可能性があります。塩素ガスでも同様の反応が起こりますが、加熱が必要です。それとは別に、金属鉛は硫酸やリン酸には耐性がありますが、HCl や HNO3 酸とは反応します。酢酸などの有機酸は、酸素の存在下で鉛を溶解する可能性があります。同様に、濃アルカリ酸は鉛を溶解して鉛バイトを形成する可能性があります。

1978 年に米国で鉛が毒性の影響により塗料の成分として禁止されて以来、鉛筆の製造には使用されませんでした。しかし、それ以前は鉛筆製造に主に使用されていた物質でした。鉛は人間にとって非常に有毒な物質であると認識されていました。そこで人々は鉛筆を製造するために、鉛を別のものに置き換える代替材料を探しました。

グラファイトと鉛の違いは何ですか?

グラファイトと鉛は、その有用な特性と用途により重要な化学元素です。グラファイトと鉛の主な違いは、グラファイトは無毒で安定性が高いのに対し、鉛は有毒で不安定であることです。

鉛は比較的反応性の低い遷移後の金属です。両性の性質を利用して、鉛の弱い金属的性質を説明できます。たとえば、鉛および酸化鉛は酸や塩基と反応し、共有結合を形成する傾向があります。鉛の化合物は、+4 の酸化状態ではなく +2 の酸化状態を持つことがよくあります (+4 は、グループ 14 の化学元素の最も一般的な酸化です)。