石墨脆性

石墨脆性
石墨脆性是石墨的一种特性。

正文

地球上没有任何元素能象碳那样。由单一元素组成，形成外观多变，性能各异，应用广泛的制品。它之所以能够如此，与其原子键合方式、分子结构类型及其集合形态的多样性密切相关。碳元素基态电子层结构为1S22S22P2。根据原子结构理论，碳原子的外层电子可通过sp3·sp2·sp三种杂化方式形成δ键和π键。当碳原子外层电子以sp3杂化时，就构成了具有立体结构的金刚石；当以sp2杂化时，就构成了平面结构的石墨，当以sp杂比时，就生成线状结构的炭——卡宾。1985年科学家们又发现了一种笼形结构的碳，即由60个碳原子组成的高质量数碳族分子——固体CB60，即足球烯。

简介

石墨晶体具有六角平面网状结构，可分为天然石墨和人造石墨两种。前者多呈鳞状，由石墨矿中提选出来。六角平面内三个sp2杂化轨道互成120°角排列。与相邻碳原子生成共价键。剩余的一个2P电子在垂直于六角平面的方向上排列，网面上下方的π电子相互重合，形成范德华键。石墨晶体的层间叠合方式通常为ABAB型或ABCABC型。如图1所示。天然石墨多为第一种方式；人造石墨多为第二种方式。单晶石墨的理想晶体结构有六方晶系和三方（菱面体）晶系两种。对于六方晶系的晶胞，其晶格常数a0=2.461埃、C0=6.708埃。晶胞内有4个碳原子，由此可计算出理想石墨的密度为2.266。人们从结晶程度非常高的天然鳞片石墨中可筛选出单晶石墨，但尺寸很小。