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石墨粉的原子结构

发表于: 2013-08-06 13:08:04 文章来源:青岛晨阳石墨有限公司

  

    地球上没有任何元素能象碳那样。由单一元素组成,构成外观多变,功能各异,使用广泛的制品。它之所以可以如此,与其原子键合方法、分子布局类型及其调集形状的多样性密切相关。碳元素基态电子层布局为1S22S22P2。依据原子布局理论,碳原子的外层电子可通过sp3·sp2·sp三种杂化方法构成δ键和π键。当碳原子外层电子以sp3杂化时,就构成了具有立体布局的金刚石;当以sp2杂化时,就构成了平面布局的石墨,当以sp杂比时,就生成线状布局的炭——卡宾。1985年科学家们又发现了一种笼形布局的碳,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。

    石墨粉晶体具有六角平面网状布局,可分为天然鳞片石墨和人工石墨粉两种。前者多呈鳞状,由石墨粉矿中提选出来。六角平面内三个sp2杂化轨迹互成120°角摆放。与相邻碳原子生成共价键。剩下的一个2P电子在垂直于六角平面的方向上摆放,网面上下方的π电子彼此重合,构成范德华键。石墨粉晶体的层间叠合方法一般为ABAB型或ABCABC型。如图1所示。天然鳞片石墨多为第一种方法;人工石墨粉多为第二种方法。单晶石墨的抱负晶体布局有六方晶系和三方(菱面体)晶系两种。关于六方晶系的晶胞,其晶格常数a0=2.461埃、C0=6.708埃。晶胞内有4个碳原子,由此可计算出抱负石墨粉的密度为2.266。大家从结晶程度十分高的天然鳞片石墨中可筛选出单晶石墨粉,但尺度很小。