石墨是碳的一種同素異形體,為灰黑色、不透明固體,化學(xué)性質(zhì)安穩(wěn),耐腐蝕,同酸、堿等藥劑不易發(fā)生反響,在氧氣中燃燒生成二氧化碳,可被強(qiáng)氧化劑如濃硝酸、高錳 酸鉀等氧化??捎米骺鼓?、潤(rùn)滑劑,高純度石墨用作原子反響堆中的中子減速劑,還可用于制作坩堝、電極、電刷、干電池、石墨纖維、換熱器、冷卻器、電弧爐、弧光燈、鉛筆的筆芯等。下面石墨加工廠來(lái)談一談石墨的構(gòu)成。
石墨是原子晶體、金屬晶體和分子晶體之間的過(guò)渡型晶體,在晶體中,同層的碳原子通過(guò)sp2雜化構(gòu)成共價(jià)鍵。 每個(gè)碳原子與其他三個(gè)碳原子相連,六個(gè)碳原子在同一平面上構(gòu)成一個(gè)規(guī)則的六邊形環(huán),它擴(kuò)展構(gòu)成片狀結(jié)構(gòu),同一平面內(nèi)的碳原子也各有一個(gè)p軌跡,彼此堆疊構(gòu)成離域的π鍵電子,能夠在晶格中安閑移動(dòng),能夠被激起,所以石墨具有金屬光澤,能夠?qū)щ姾桶徇\(yùn)熱。 由于層間距離大,結(jié)合力(范德華力)小,每層滑動(dòng),石墨的密度比金剛石小,更柔軟,有滑感。
每層石墨之間的距離為3.40 ,由范德華力組合而成,即各層為分子晶體,同層碳原子之間的距離為1.42 ,由于在同一個(gè)平面上的層碳原子之間的結(jié)合力很強(qiáng),極難開(kāi)裂,所以石墨的熔點(diǎn)也很高,化學(xué)特點(diǎn)也很安穩(wěn)。鑒于其特別的鍵合方法,不能獨(dú)自視為單晶或多晶,現(xiàn)在一般以為石墨是一種混晶。
石墨歸于六方晶系,具有完好的層狀解理,解理面以分子鍵為主,對(duì)分子的吸引力較弱,自然漂浮性非常好。