石墨
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石墨 | |
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基本資料 | |
類別 | 自然元素礦物 |
化学式 | 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 |
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 |
断口 | 參差狀 |
韌性/脆性 | 具彎性 |
莫氏硬度 | 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 |
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]。化學性質不活潑,具有耐腐蝕性。
结构
[编辑]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/21/Graphite.gif/200px-Graphite.gif)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5f/Graphite-layers-side-3D-balls.png/200px-Graphite-layers-side-3D-balls.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9e/Graphite-layers-top-3D-balls.png/200px-Graphite-layers-top-3D-balls.png)
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
[编辑]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2d/Graphite_write.jpg/200px-Graphite_write.jpg)
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。
核石墨
[编辑]核石墨指可用于核反应堆的石墨,作为中子减速剂和中子反射体。核反应堆可采用任何品级的石墨。石墨耐高温、纯度高,是迄今为止核反应堆中极为重要的原材料。核石墨也用于文德尔施泰因7-X等核聚变反应堆。
存在形式
[编辑]碳的存在形式是多种多样的,有晶态单质碳如金刚石俗稱鑽石、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(鑽石)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
[编辑]參考
[编辑]- ^ 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).
- ^ 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
[编辑]- (英文) 石墨 - Webmineral (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- (英文) 石墨 - Mindat (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- (英文) 電池級石墨
- (英文) Graphite at Minerals.net (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- (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 (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- (英文) giant covalent structures (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- (英文) The Graphite Page (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- (英文) Video lecture on the properties of graphite by Prof. M. Heggie (页面存档备份,存于互联网档案馆), University of Sussex
- (英文) CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards (页面存档备份,存于互联网档案馆)
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