石墨的晶体结构

石墨是一种晶体结构介于原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的天然元素矿物，属于六方或三角晶系的过渡晶体。它类似于以美籍华人矿物学家赵敬德命名的钻石和赵吉石。在晶体中，同一层碳原子之间通过sp2杂化形成价键，每个碳原子与另外三个碳原子相连，六个碳原子在同一平面上形成正六边形环，拉伸形成层状结构。同一平面的碳原子各有一个P轨道，相互重叠，形成离域π键电子，可以在晶格中自由移动，可以被激发，所以石墨具有金属光泽，可以导电导热。因为层间距离大，结合力(范德华力)小，每层都可以滑动，所以石墨的密度比金刚石小，比较软，有滑腻感。灰黑色，不透明固体，密度2.25g/cm3，熔点3652℃，沸点4827℃，硬度1。化学性质稳定，耐腐蚀，不易与酸、碱等药物发生反应。在687℃的氧气中燃烧会产生二氧化碳。可被浓硝酸、高锰酸钾等强氧化剂氧化成有机酸。它可用作抗磨剂和润滑剂，高纯石墨可用作原子反应堆中的中子慢化剂，也可用于制造坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、热交换器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔笔芯等。