常用高純石墨的分子結(jié)構(gòu)是怎么樣

石墨是元素碳的一種同素異形體，每個(gè)碳原子的周邊連結(jié)著另外三個(gè)碳原子（排列方式呈蜂巢式的多個(gè)六邊形）以共價(jià)鍵結(jié)合，構(gòu)成共價(jià)分子。由于每個(gè)碳原子均會(huì)放出一個(gè)電子，那些電子能夠自由移動(dòng)，因此石墨屬于導(dǎo)電體。 石墨是其中一種最軟的礦物，它的用途包括制造鉛筆芯和潤(rùn)滑劑。碳是一種非金屬元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁語(yǔ)為Carbonium，意為“煤，木炭”，漢字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁構(gòu)成，從“炭”字音。 高純石墨結(jié)構(gòu)式由sp2雜化軌道形成的，即1個(gè)2s電子和2個(gè)2p電子雜化形成等價(jià)的雜化軌道，位于同一平面上，交角120°，它們相互結(jié)合形成鍵，而1個(gè)未參加雜化的2p電子則垂直于平面，形成π鍵，由此構(gòu)成高純石墨的六角平行網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以平行于基面的方向堆砌。 在高純石墨平行網(wǎng)狀層內(nèi)是σ鍵疊加π鍵，而在六角平面網(wǎng)層間則以較弱的范德華分子鍵結(jié)合。石墨有兩種堆砌形式：一種以AB AB 三維空間有序排列稱為六方晶系石墨，其碳原子間鍵長(zhǎng)為1.4211*10的-10次方m，層間距d=3.3538*10的-10次方m，晶胞邊長(zhǎng)。a=2.4612*10的-10次方m，晶胞高c=6.7079*10的-10次方m；另一種是以ABC ABC 三維空間有序排列，稱為斜方晶系石墨，這種結(jié)構(gòu)實(shí)際上市六方晶系的變態(tài)，是由于晶體缺陷造成的。這種石墨在天然石墨中占20%~30%，當(dāng)3000℃處理后，就成為六方晶系，故在人造高純石墨中不存在。 具有理想高純石墨晶體結(jié)構(gòu)的巨大石墨單晶體是不存在的，即使從天然鱗片石墨中精選出來(lái)的單晶，其尺寸也僅幾毫米。但它作為一個(gè)科學(xué)模型，對(duì)碳素材料來(lái)說(shuō)具有重要的指導(dǎo)意義。