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    什么是石墨呢?

    發布日期:2023-07-26 16:38瀏覽次數:

    石墨是碳的一同素異形體,為灰黑色、不透明固體,化學性質穩定,耐腐蝕,同酸、堿等藥劑不易發生反應。天然石墨來自石墨礦藏,也可以以石油焦、瀝青焦等為原料,經過一系列工序處理而制成人造石墨。石墨在氧氣中燃燒生成二氧化碳,可被強氧化劑如濃硝酸、高錳酸鉀等氧化??捎米骺鼓?、潤滑劑,高純度石墨用作原子反應堆中的中子減速劑,還可用于制造坩堝、電極、電刷、干電池、石墨纖維、換熱器、冷卻器、電弧爐、弧光燈、鉛筆的筆芯等。

    石墨是原子晶體、金屬晶體分子晶體之間的一種過渡型晶體。在晶體中同層碳原子間以sp2雜化形成共價鍵,每個碳原子與另外三個碳原子相聯,六個碳原子在同一平面上形成正六邊形的環,伸展形成片層結構。在同一平面的碳原子還各剩下一個p軌道,它們互相重疊,形成離域π鍵電子在晶格中能自由移動,可以被激發,所以石墨有金屬光澤,能導電、傳

    圖片 1.png熱。由于層與層間距離大,結合力(范德華力)小,各層可以滑動,所以石墨的密度比金剛石小,質軟并有滑膩感。 

    石墨每一網層間的距離為3.40?,是以范德華力結合起來的,即層與層之間屬于分子晶體,同一網層中碳原子的間距為1.42?,由于同一平面層上的碳原子間結合很強,極難破壞,所以石墨的熔點也很高,化學性質也穩定。鑒于它的特殊的成鍵方式,不能單一的認為是單晶體或者是多晶體,現在普遍認為石墨是一種混合晶體。

    石墨屬六方晶系,具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主,對分子吸引力較弱,故其天然可浮性很好。

    石墨質軟,為黑灰色,有油膩感,可污染紙張。硬度為1~2,沿垂直方向隨雜質的增加其硬度可增至3~5。比重為1.9~2.3。比表面積范圍集中在1-20m2/g,在隔絕氧氣條件下,其熔點在3000℃以上,是最耐溫的礦物之一。它能導電、導熱。

    自然界中純凈的石墨是沒有的,其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質。這些雜質常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現。此外,還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。因此對石墨的分析,除測定固定碳含量外,還必須同時測定揮發分灰分的含量。

    石墨與金剛石、碳60、碳納米管、石墨烯等都是碳元素的單質,它們互為同素異形體。

     

     



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