什麼是石墨

晶態單質碳的一種變體，是金剛石的同素異形體，常以礦物形式存在於自然界。石墨爲灰黑色不透明晶體，有金屬光澤；密度 2.25克／釐米3(20℃)；3850℃昇華；莫氏硬度1.5，質軟有潤滑性；能導電導熱，石墨是單質碳的熱力學穩定變體，其標準生成焓比金剛石低 1.9千焦/摩爾。在催化劑存在下，石墨在1600～1800℃高溫和5×104～6×104大氣壓下可轉變成金剛石。

石墨的化學性質較金剛石稍活潑，在常溫下，石墨對化學試劑顯惰性，在空氣中加熱到690℃左右被氧化成二氧化碳，在一氧化鉛PbO或三氧化二鉍 Bi2O3催化劑存在下氧化速率加快。石墨能與熔融的或蒸氣狀態的金屬鉀(或銣、銫)作用，形成藍色的C24K、C36K，灰色的C48K、C60K，或青銅色的C8K。在加熱下，石墨能被強氧化劑如濃硝酸、濃硫酸、高氯酸或高錳酸鉀等氧化成棕色、黃色或綠色的石墨氧化物（又稱石墨酸），在石墨氧化物中含有非整比的碳、氫、 氧。石墨在700℃時可被氟直接氟化成四氟化碳，但在450℃只能生成一種惰性疏水的灰色或白色固體(CF)n。

石墨晶體屬六方晶系片層結構。在石墨晶體（見圖）

中，碳原子以sp2雜化軌道和鄰近的三個碳原子以共價單鍵結合（C-C鍵長141.5皮米），排列成六角形環平面網層，在平面網層間以分子間力聯結成互相平行的片層結構，在平面網層內，每個碳原子以其剩下的一個 p電子與其他碳原子的同樣p電子形成大π鍵（見離域鍵），這些pπ電子可在整個片層平面上自由流動。

石墨在工業上大量用於電極、電刷、套筒軸承、密封圈、冶金模、坩堝等，還用來製造化學反應器內襯，熱交換器、泵、管、閥和其他工藝設備的零部件，浸漬樹脂後用作抗滲物質。石墨還能用作電子管的陽極和柵極、反應堆的慢化劑和反射層材料、火箭發動機噴管和導彈方向舵片。石墨粉可做固體潤滑劑、顏料和鉛筆芯。