石墨的晶體結構

石墨是由單一碳元素組成的物質，晶體結構屬六方晶系，呈六邊形層狀結構。層面上碳原子以sp2雜化軌道形成的σ鍵和Pz軌道形成的離域π鍵相結合，形成牢固的六角形網格狀平面，碳-碳原子間距為1.42?，碳原子間具有極強的鍵能（345KJ/mol），而碳原子平面之間則以較弱的范德華力結合（鍵能為16.7KJ/mol），層面間距為3.354?。

石墨質軟，呈黑灰色；有油膩感，可污染紙張。硬度為1~2、理論密度為2.26g/cm3。

自然界中沒有純凈的石墨，天然石墨礦物中往往含有SiO2、A12O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質。

這些雜質常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現。此外，還含有水、碳氫化合物、CO2、H2、N2等氣體。

因此對石墨的分析，除測定固定碳含量外，還必須同時測定揮發分和灰分的含量。

石墨的基本性質

由于其特殊的結構，石墨具有如下優異性質：

（1）耐高溫性：石墨是最耐溫的物質之一，在常壓下無熔點，即使經超高溫電弧灼燒，重量的損失也很小。

（2）導電、導熱性：石墨的導電性和導熱性較高。導熱系數隨溫度升高而降低，在極高的溫度下，石墨甚至成為絕熱體。

（3）潤滑性：石墨的潤滑性能取決于石墨晶粒大小和晶體發育程度，石墨晶粒越大，晶體發育越完善，摩擦系數越小，潤滑性能也越好。

（4）化學穩定性：石墨在常溫下具有良好的化學穩定性，能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕。

（5）可塑性：石墨具有一定的韌性，可進行簡單的機械加工，晶體發育程度較高的石墨甚至可碾成很薄的薄片。

（6）抗熱震性：石墨熱膨脹系數很小，使用時能經受住溫度的劇烈變化而不致破壞。

石墨的分類及特點

石墨可分為天然石墨與人造石墨，二者結構相近，物理化學性質相同，但用途有較大的差異。

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