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石墨

石墨(Graphite),又稱黑鉛(Black Lead),是的一種同素異形體(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、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

石墨
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
其他特徵耐強酸鹼、耐火、良好導電性與導熱性

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

 
熔盐反应堆实验英语Molten-Salt Reactor Experiment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稱鑽石、石墨;有无定形碳如;有复杂的有机化合物如动植物等;碳酸盐大理石等。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

參考

  1. ^ . 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

  • (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)
  • (英文) Graphite at Minerals.net (页面存档备份,存于互联网档案馆
  • (英文)
  • (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


石墨, 此條目需要擴充, 2013年2月12日, 请協助改善这篇條目, 更進一步的信息可能會在討論頁或扩充请求中找到, 请在擴充條目後將此模板移除, 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, 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, 化學性質不活潑,. 此條目需要擴充 2013年2月12日 请協助改善这篇條目 更進一步的信息可能會在討論頁或扩充请求中找到 请在擴充條目後將此模板移除 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 石墨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 A c 6 708 A 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 cm 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 目录 1 结构 2 用途 2 1 核石墨 3 存在形式 4 參看 5 參考 6 外部連結结构 编辑 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 编辑 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 6W m 与层垂直的方向电阻率为3 10 3W 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 熔盐反应堆实验 英语 Molten Salt Reactor Experiment 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 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 编辑碳纖維 奈米碳管 鑽石 富勒烯 石墨烯 石墨层间化合物 藍絲黛爾石參考 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 编辑维基共享资源中相关的多媒体资源 石墨 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 amp 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 取自 https zh wikipedia org w index php title 石墨 amp oldid 72750698, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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