石墨的晶體結(jié)構(gòu)

石墨是由單一碳元素組成的物質(zhì)，晶體結(jié)構(gòu)屬六方晶系，呈六邊形層狀結(jié)構(gòu)。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(jié)合，形成牢固的六角形網(wǎng)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(jié)合（鍵能為16.7KJ/mol），層面間距為3.354?。

石墨質(zhì)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(zhì)。

這些雜質(zhì)常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現(xiàn)。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(fā)分和灰分的含量。

石墨的基本性質(zhì)

由于其特殊的結(jié)構(gòu)，石墨具有如下優(yōu)異性質(zhì)：

（1）耐高溫性：石墨是最耐溫的物質(zhì)之一，在常壓下無熔點，即使經(jīng)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(shù)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(fā)育程度，石墨晶粒越大，晶體發(fā)育越完善，摩擦系數(shù)越小，潤滑性能也越好。

（4）化學穩(wěn)定性：石墨在常溫下具有良好的化學穩(wěn)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(fā)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(shù)很小，使用時能經(jīng)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(jié)構(gòu)相近，物理化學性質(zhì)相同，但用途有較大的差異。

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