石墨







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石墨


基本資料
類別
天然元素礦物
化學式
碳 - C
施特龙茨分类
01.CB.05a
晶体空间群
复六方双锥晶族
赫尔曼–莫甘记号：（6/m 2/m 2/m）
空间群：P 63/mmc
晶胞
a = 2.461 Å，c = 6.708 Å；Z = 4
性質
分子量
12.01 u
顏色
灰至黑色
晶体惯态
板狀、六方薄板狀、粒狀
晶系
六方晶系、三方晶系
解理
{0001} 完全解理
斷口
參差狀
韌性/脆性
具彎性
硬度
1 - 2
光澤
金屬或土狀光澤
條痕
光亮的黑色
透明性
不透明
密度
2.09–2.23g/cm³
折射率
不透明體
多色性
無
熔點
3,652 - 3,697
其他特徵
耐強酸鹼、耐火、良好導電性與導熱性

石墨（Graphite），又稱黑鉛（Black Lead），是碳的一種同素異形體（碳的其他同素異形體有很多，為人熟悉的例如鑽石）。作为最軟的礦物之一，石墨不透明且觸感油膩，顏色由鐵黑到鋼鐵灰不等，形狀可呈晶體狀、薄片狀、鱗狀、條紋狀、層狀體，或散佈在變質岩（由煤、碳質岩石或碳質沉積物，受到區域變質作用或是岩漿侵入作用形成）之中[1]。化学性质不活泼，具有耐腐蚀性。




目录






  • 1 结构


  • 2 用途


  • 3 存在形式


  • 4 參看


  • 5 參考


  • 6 外部連結





结构




[(双层)石墨的旋转视图。




石墨層狀結構側視圖




石墨層狀結構上視圖


石墨具有层状的平面结构，结构如左图所示。每层中碳原子都排列成蜂窝状晶体结构，层内原子间距0.142nm，层间距0.335nm。层内每個碳原子的週邊以共价键連結著另外三個碳原子，排列方式呈蜂巢式的多個六邊形，每層間有微弱的范德華力。由於每個碳原子均會放出一個電子，那些電子能夠自由移動，因此石墨屬於導電體。



用途




由於石墨的疊層結構易剝落，可於紙上書寫。


它的用途包括製造鉛筆筆芯和潤滑劑或集電弓上的碳刷條，也可作為壓力管式石墨慢化沸水反應爐的中子減速劑。


目前主要用途是耐火材料的原材料，尤其是镁碳砖。自然界自然形成的石墨可分为鳞片石墨和土状石墨。


因晶体结构中存在大量离域电子，石墨可以导电，其与晶体层平行的方向电阻率为(2.5～5.0)×10-6Ω·m，与层垂直的方向电阻率为3×10-3Ω·m。[2]


電解中的惰性電極可以由鉑製作，但由於會受鹵素侵蝕，所以在會產生鹵素(例如:電解食鹽鹽水)的電解時使用石墨替代鉑，作為惰性電極。



存在形式


碳的存在形式是多种多样的，有晶态单质碳如金刚石、石墨；有无定形碳如煤；有复杂的有机化合物如动植物等；碳酸盐如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同，各有各的外观、密度、熔点等。



參看



  • 碳纖維

  • 碳纳米管

  • 鑽石

  • 富勒烯

  • 石墨烯

  • 石墨层间化合物

  • 藍絲黛爾石



參考





  1. ^ 石墨 (礦物) graphite. 藝術與建築索引典. [2010-11-04]. （原始内容存档于2011-12-17）. 


  2. ^ Hugh O. Pierson, Handbook of carbon, graphite, diamond, and fullerenes: properties, processing, and applications, p. 61, William Andrew, 1993 ISBN 0-8155-1339-9.




外部連結






维基共享资源中相关的多媒体资源：石墨



  • （英文） 石墨 - Webmineral


  • （英文） 石墨 - Mindat


  • （英文） 電池級石墨


  • （英文） Graphite at Minerals.net


  • （英文） Mineral galleries


  • （英文） Mineral & Exploration – 2012年石墨礦和生產者的世界地圖


  • （英文） Mindat w/ locations


  • （英文） giant covalent structures


  • （英文） The Graphite Page


  • （英文） Video lecture on the properties of graphite by Prof. M. Heggie, University of Sussex


  • （英文） CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards



















































  • 查

  • 论

  • 编



碳的同素异形体

sp3杂化



  • 金刚石（立方晶系）


  • 藍絲黛爾石（六方晶系金刚石）
sp2杂化


  • 石墨

  • 石墨烯


  • 富勒烯

    • 巴基球

    • 碳70

    • 高碳富勒烯

    • 低碳富勒烯

    • 碳纳米管

    • 碳纳米芽（英语：Carbon nanobud）



  • 碳玻璃
sp杂化

  • 直链乙炔碳
sp3/sp2杂化混合


  • 无定形碳

  • 碳化物衍生碳（英语：Carbide-derived carbon）

  • 碳纳米泡沫
其他



  • 原子碳（英语：Atomic carbon）(C1)


  • 双原子碳(C2)


  • 三原子碳（英语：Tricarbon）(C3)
假想形态



  • 环丙三烯(C3)


  • 苯三炔(C6)


  • 碳8(C8)

  • 蠟石

  • 海克爾碳（英语：Haeckelites）

  • 立方碳

  • 金属碳

  • 五角形石墨烯（英语：Penta-graphene）
相关



  • 木炭 （生物炭）

  • 活性炭

  • 碳煙

  • 碳纖維

  • 聚合钻石纳米棒























  • 查

  • 论

  • 编


煤炭

煤炭的分类

泥炭1 · 褐煤 · 次烟煤 · 烟煤 · 无烟煤 · 石墨2
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炼焦與燒煤

焦炭 · 煤焦油 · 煤气

煤矿开采

煤粉（英语：Coal dust）  · 煤液化  · 煤炭开采历史（英语：History of coal mining）
按变质程度排序低至高排列。1: 泥炭通常认为是煤形成过程中的前序。2: 石墨通常不被认为是煤的一种。




规范控制


  • AAT: 300011098

  • GND: 4158067-9

  • NDL: 00566328



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