石墨

石墨
基本资料
类别	自然元素矿物
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
性质
分子量	12.01
颜色	灰至黑色
晶体惯态	板状、六方薄板状、粒状
晶系	六方晶系、三方晶系
解理	{0001} 完全解理
断口	参差状
韧性/脆性	具弯性
莫氏硬度	1 - 2
光泽	金属或土状光泽
条痕	光亮的黑色
透明性	不透明
密度	2.09－2.23g/cm³
折射率	不透明体
多色性	无
其他特征	耐强酸碱、耐火、良好导电性与导热性

石墨（Graphite），又称黑铅（Black Lead），是碳的一种同素异形体（碳的其他同素异形体有很多，为人熟悉的例如钻石）。作为最软的矿物之一，石墨不透明且触感油腻，颜色由铁黑到钢铁灰不等，形状可呈晶体状、薄片状、鳞状、条纹状、层状体，或散布在变质岩（由煤、碳质岩石或碳质沉积物，受到区域变质作用或是岩浆侵入作用形成）之中。化学性质不活泼，具有耐腐蚀性。

结构

(双层)石墨的旋转视图。

石墨层状结构侧视图。

石墨层状结构上视图

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。层内每个碳原子的周边以共价键连结著另外三个碳原子，排列方式呈蜂巢式的多个六边形，每层间有微弱的范德华力。由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。

用途

由于石墨的叠层结构易剥落，可于纸上书写。

它的用途包括制造铅笔笔芯和润滑剂或集电弓上的碳刷条，也可作为压力管式石墨慢化沸水反应堆的中子减速剂。

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。

电解中的惰性电极可以由铂制作，但由于会受卤素侵蚀，所以在会产生卤素（例如:电解食盐盐水）的电解时使用石墨替代铂，作为惰性电极。

核石墨

熔盐反应堆实验中用到的石墨堆芯

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

碳的存在形式是多种多样的，有晶态单质碳如金刚石俗称钻石、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（钻石）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。

参看

• 碳纤维
• 碳纳米管
• 钻石
• 富勒烯
• 石墨烯
• 石墨层间化合物
• 蓝丝黛尔石

外部链接

• （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） 电池级石墨
• （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年石墨矿和生产者的世界地图
• （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）