石墨块到底多少钱？一文说清价格与结构、性能的关系

许多人觉得石墨不过是铅笔芯里头的黑乎乎之物，然而实际上，它的确是一种结构极其特别的材料，致使它展现出既能导电又可充当润滑剂的特性，着实相当奇妙 。

石墨的基础原子构成

单一的碳元素构成了石墨，在微观世界当中，每个碳原子把链接同层内部里面的三个相邻碳原子，从而形成出一个坚固的六角形网状平面，这样的平面结构被称作是石墨烯层呀。

每个碳原子最外层存在四个电子，其中三个用到形成层内的强大共价键上，剩余的那一个电子相对处于自由状态。这些处于自由状态的电子能在层内产生移动，进而实现为石墨的导电性奠定基础 。

层状结构与弱相互作用力

由无数个上述那种碳原子平面，一层一层地堆叠起来，进而构成了我们所看到的石墨，这些平面层相互之间的结合力十分微弱，属于一种被称作范德华力的分子间作用力。

只因层间作用力微弱，于受外力之际，这些碳层极易彼此滑动，这般滑动致使石墨质地柔弱，且具有优良的润滑性能，此亦铅笔可在纸上留下痕迹的根本缘由。

导电性的微观机制

石墨具备导电性，其根源在于层内存在着那些未曾参与牢固键合的“自由电子”，这些电子并不归属于任何一个特定的原子，它们会在整个碳原子平面的上方以及下方形成一片呈现离域状态的电子云 。

倘若存在着电压，这片电子云当中的电子能够顺着碳原子平面所具备的方向自由自在地去移动，进而形成电流。此等导电的方式跟金属相类似，然而导电的能力有着显著的方向性。

显著的各向异性特征

那种被叫做各向异性的情况，是指物料于不同方向之上的性质存有很大差异。石墨乃是各向异性的典型示例。顺着碳原子平面的方向，鉴于强共价键以及自由电子的存在，石墨的导电性能以及导热性能相当良好。

然而啊，在垂直于碳原子平面的那个方向上呢，因为仅仅是依靠着微弱的范德华力来连接的，所以层与层之间呀，是很容易出现滑脱这种情况的，其导电能力以及导热能力也都是非常弱的，不过呢，它却表现出了良好的润滑性以及可剥离性。

结构中常见的缺陷类型

真正的石墨晶体并非毫无瑕疵，总会存有一些结构方面的缺陷，常见的缺陷包含空位，也就是在碳原子网格里某些位置缺失了本应有的原子，进而形成微小的空洞 。

存在着另一种缺陷，此缺陷乃是位错，也就是那碳原子的排列序列出现了错乱。除此之外，在生产过程当中，也存在着可能混入其他元素的原子作为杂质的情况。所以这些状况，都会对于石墨的力学或者电学性能产生细微的那种影响 。

与其他碳材料的对比

同样作为碳单质，石墨跟钻石的特质却有着极大差异，这全然是由于原子排列形式不一样。钻石里面每个碳原子都和四个方向的碳原子构筑而成强共价键，以此形成坚固无比的三维网络，所以非常坚硬。

在石墨之中，碳原子仅仅会于二维平面之内去构成强键，然而层间的结合却是松散的。正是这样的结构差异，直接致使了钻石属于绝缘体并且极其坚硬，与之不同的是，石墨却是导体而且质地柔软，这充分展现出了“结构决定性质”这一核心原理。

知道石墨的结构，会助你晓得为啥其既能拿来作炼钢炉内的耐火材料，又能制成电池里的电极，乃至还能于核反应堆里充当关键角色。你又清楚哪些因结构特别而具备“两面派”性质的有意思材料呢？欢迎在评论区去分享你的知识，也别忘记点赞来支持本文。