什么是石墨

晶态单质碳的一种变体，是金刚石的同素异形体，常以矿物形式存在于自然界。石墨为灰黑色不透明晶体，有金属光泽；密度 2.25克／厘米3(20℃)；3850℃升华；莫氏硬度1.5，质软有润滑性；能导电导热，石墨是单质碳的热力学稳定变体，其标准生成焓比金刚石低 1.9千焦/摩尔。在催化剂存在下，石墨在1600～1800℃高温和5×104～6×104大气压下可转变成金刚石。

石墨的化学性质较金刚石稍活泼，在常温下，石墨对化学试剂显惰性，在空气中加热到690℃左右被氧化成二氧化碳，在一氧化铅PbO或三氧化二铋 Bi2O3催化剂存在下氧化速率加快。石墨能与熔融的或蒸气状态的金属钾(或铷、铯)作用，形成蓝色的C24K、C36K，灰色的C48K、C60K，或青铜色的C8K。在加热下，石墨能被强氧化剂如浓硝酸、浓硫酸、高氯酸或高锰酸钾等氧化成棕色、黄色或绿色的石墨氧化物（又称石墨酸），在石墨氧化物中含有非整比的碳、氢、 氧。石墨在700℃时可被氟直接氟化成四氟化碳，但在450℃只能生成一种惰性疏水的灰色或白色固体(CF)n。

石墨晶体属六方晶系片层结构。在石墨晶体（见图）

中，碳原子以sp2杂化轨道和邻近的三个碳原子以共价单键结合（C-C键长141.5皮米），排列成六角形环平面网层，在平面网层间以分子间力联结成互相平行的片层结构，在平面网层内，每个碳原子以其剩下的一个 p电子与其他碳原子的同样p电子形成大π键（见离域键），这些pπ电子可在整个片层平面上自由流动。

石墨在工业上大量用于电极、电刷、套筒轴承、密封圈、冶金模、坩埚等，还用来制造化学反应器内衬，热交换器、泵、管、阀和其他工艺设备的零部件，浸渍树脂后用作抗渗物质。石墨还能用作电子管的阳极和栅极、反应堆的慢化剂和反射层材料、火箭发动机喷管和导弹方向舵片。石墨粉可做固体润滑剂、颜料和铅笔芯。