石墨的特殊性質(zhì)是什么?
常溫下單質(zhì)碳的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定,不溶于水、稀酸、
稀堿和有機溶劑;高溫下與氧反應燃燒,生成二氧化碳或一氧化碳;在鹵素中只要氟能與單質(zhì)碳直接反應;在加熱下,單質(zhì)碳較易被酸氧化;在高溫下,碳還能與許多金屬反應,生成金屬碳化物。碳具有還原性,在高溫下能夠冶煉金屬。此外,近年的研討發(fā)現(xiàn),石墨能夠被氯磺酸溶解,構(gòu)成單層石墨烯的氯磺酸“溶液”。
石墨是碳質(zhì)元素結(jié)晶礦產(chǎn),它的結(jié)晶格架為六邊形層狀結(jié)構(gòu)。每一網(wǎng)層間的距離為340pm,同一網(wǎng)層中碳原子的距離為142pm;。屬六方晶系,具完好的層狀解理。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。
石墨與金剛石、碳60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì),它們互為同素異形體。
石墨因為其特別結(jié)構(gòu),而具有如下特別性質(zhì):
1) 耐高溫性:石墨的熔點為3850±50℃,沸點為4250℃,即使經(jīng)超高溫電弧灼燒,重量的丟失很小,熱膨脹系數(shù)也很小。石墨強度隨溫度前進而加強,在2000℃時,石墨強度前進一倍。
2) 導電、導熱性:石墨的導電性比一般非金屬礦高一百倍。導熱性超過鋼、鐵、鉛等金屬材料。導熱系數(shù)隨溫度升高而下降,甚至在極高的溫度下,石墨成絕熱體。石墨能夠?qū)щ娛且驗槭忻總€碳原子與其他碳原子只構(gòu)成3個共價鍵,每個碳原子依然保存1個自由電子來傳輸電荷。
3)光滑性:石墨的光滑功用取決于石墨鱗片的大小,鱗片越大,摩擦系數(shù)越小,光滑功用越好。
4)化學穩(wěn)定性:石墨在常溫下有杰出的化學穩(wěn)定性,能耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕。
5)可塑性:石墨的韌性好,可碾成很薄的薄片。
6)抗熱震性:石墨在常溫下使用時能飽受住溫度的劇烈改變而不致?lián)p壞,溫度突變時,石墨的體積改變不大,不會發(fā)生裂紋。
名字來歷:源于希臘文“graphein”,意為“用來寫”。由德國化學家和礦產(chǎn)學家A. G. Werner 于1789命名
化學組成:成分純凈者很少,往往含各種雜質(zhì)
類別:天然元素-非金屬元素-碳族