[[File:史上最全的碳-石墨讲解!.jpg|300px|缩略图|右|<big>石墨</big>[http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180912/d0884d8c73ad4702970bcbf540d548ab.jpeg 原图链接][https://www.sohu.com/a/253315663_99957972 来自 搜狐网 的图片]]] ''' 石墨'''(graphite)是一种矿物名，通常产于 [[ 变质岩 ]] 中，是煤或碳质岩石（或沉积物）受到区域变质作用或岩浆侵入作用形成。石墨是元素 [[ 碳 ]] 的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结著另外三个 [[ 碳原子 ]] ，排列方式呈蜂巢式的多个六边形，每层间有微弱的 [[ 范德华引力 ]] 。由于每个碳原子均会放出一个 [[ 电子 ]] ，那些电子能够自由移动，因此石墨属于 [[ 导电体 ]] 。

源于希腊文“graphein”，意为“用来写”。由 [[ 德国化学家 ]] 和 [[ 矿物学 家A家]]A.G.Werner于1789命名。

碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是 [[ 生铁 ]] 、 [[ 熟铁 ]] 和 [[ 钢 ]] 的成分之一。碳能在化学上自我结合而形成大量化合物，在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。

==存在形式== 碳的存在形式是多种多样的， [[ 有晶态单质碳 ]] 如 [[ 金刚石 ]] 、石墨；有无定形碳如 [[ 煤 ]] ；有复杂的有机化合物如动植物等； [[ 碳酸盐 ]] 如 [[ 大理石 ]] 等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同，各有各的外观、密度、熔点等。

常温下单质碳的化学性质比较稳定，不溶于水、 [[ 稀酸 ]] 、稀碱和有机溶剂；不同高温下与氧反应燃烧，生成 [[ 二氧化碳 ]] 或 [[ 一氧化碳 ]] ；在 [[ 卤素 ]] 中只有 [[ 氟能 ]] 与单质碳直接反应；在加热下，单质碳较易被酸氧化；在高温下，碳还能与许多金属反应，生成金属碳化物。碳具有还原性，在高温下可以冶炼金属。

石墨与 [[ 金刚石 ]] 、碳60、 [[ 碳纳米管 ]] 等都是 [[ 碳元素 ]] 的单质，它们互为同素异形体。

2） [[ 导电 ]] 、 [[ 导热 ]] 性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过 [[ 钢 ]] 、 [[ 铁 ]] 、 [[ 铅 ]] 等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成 [[ 绝热体 ]] 。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。

<gallery mode="packed" heights="130"> File:电力机车123.jpg|<big>电力机车石墨的应用</big>[http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180912/6bdce83d5f844736b5972e346fbc76f5.jpeg 原图链接][https://www.sohu.com/a/253315663_99957972 来自 搜狐网 的图片] File:风力发电.jpg|<big>风力发电石墨的应用</big>[http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180912/1a4cd7ca4f5045f3a9e68abdfc939fbc.jpeg 原图链接][https://www.sohu.com/a/253315663_99957972 来自 搜狐网 的图片] File:起重机.jpg|<big>起重机石墨的应用</big>[http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180912/1a4cd7ca4f5045f3a9e68abdfc939fbc.jpeg 原图链接][https://www.sohu.com/a/253315663_99957972 来自 搜狐网 的图片] </gallery> 在[[ 石墨晶体 ]] 中 ，同 层 的碳原子以sp2杂化形成共价键，每一个碳原子以三个[[共价键]] 与 层之间 另外三个原子 相 隔340pm 连。六个碳原子在同一个平面上形成了正六连连形的环 ， 距离较大 伸展成片层结构 ， 是以范德华力结合起来 这里C-C键 的 键长皆为142pm ， 即层与层之间 这正好 属于 分 原 子晶体 。但是 的键长范围 ， 由 因此对 于 同一层来说，它是原子晶体。在 同一平面 层上 的碳原子 间结合很强 还各剩下一个p轨道，它们相互重叠。电子比较自由 ， 极难破坏 相当于金属中的自由电子 ，所以石墨 的溶点也很高 能导热和导电 ， 化学性质 这正是金属晶体特征。因此 也 稳定 归类于金属晶体 。

[[石墨晶体]]中层与层之间相隔340pm，距离较大，是以范德华力结合起来的，即层与层之间属于[[分子晶体]]。但是，由于同一平面层上的碳原子间结合很强，极难破坏，所以石墨的溶点也很高，化学性质也稳定。 鉴于它的特殊的成键方式，不能单一的认为是单晶体或者是多晶体，现在普遍认为石墨是一种 [[ 混合晶体 ]] 。

中国： [[ 山东省 ]][[ 莱西市 ]] 为我国石墨重要产地之一，石墨探明储量687.11万吨，现保有储量639.93万吨。另外 [[ 吉林省 ]][[ 磐石市 ]] 也是石墨产地之一，石墨储量500 万吨 <ref>[https://www.mining120.com/tech/show-htm-itemid-64327.html 中国石墨矿资源分布概况]，中国选矿技术网，2017-10-18</ref> 。

世界：著名产地：纽约Ticonderoga， [[ 马达加斯加 ]] 和Ceylon，我国以 [[ 黑龙江 ]][[ 鸡西市 ]] 柳毛为最大的产地 <ref>[http://www.sohu.com/a/126701466_229957 全球及中国石墨矿资源分布概况，你知道吗？] ，搜狐网，2017-2-20</ref> 。

石墨质软，黑灰色；有油腻感，可污染纸张。硬度为1～2，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3～5。比重为1.9～2.3。比表面积范围集中在1-20m2/g，在隔绝氧气条件下，其熔点在3000℃以上，是最耐温的矿物之一。它能导电、导热。 自然界中纯净的石墨是没有的，其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等杂质。这些杂质常以 [[ 石英 ]] 、 [[ 黄铁矿 ]] 、 [[ 碳酸盐 ]] 等矿物形式出现。此外，还有水、 [[ 沥青 ]] 、CO2、H2、CH4、N2等气体部分。因此对石墨的分析，除测定固定碳含量外，还必须同时测定挥发分和灰分的含量。

石墨与金刚石、碳60、碳纳米管、 [[ 石墨烯 ]] 等都是碳元素的单质，它们互为同素异形体。

1． [[ 致密结晶状石墨 ]] ：又叫 [[ 块状石墨 ]] 。此类石墨结晶明显晶体肉眼可见。颗粒直径大于0．1毫米，比表面积范围集中在0.1-1m2/g，晶体排列杂乱无章，呈致密块状构造。这种：石墨的特点是品位很高，一般含碳量为60～65%，有时达80～98%，但其可塑性和滑腻性不如鳞片石墨好。

2. [[ 石墨晶体呈鳞片状 ]] ；这是在高强度的压力下变质而成的，有大鳞片和细鳞片之分。此类石墨矿石的特点是品位不高，一般在2～3%，或10～25%之间。是自然界中可浮性最好的矿石之一，经过多磨多选可得高品位石墨精矿。这类石墨的可浮性、润滑性、可塑性均比其他类型石墨优越；因此它的工业价值最大。

3.[[ 隐晶质石墨 ]] ：又称微晶石墨或土状石墨，这种石墨的晶体直径一般小于1微米，比表面积范围集中在1-5m2/g，是微晶石墨的集合体，只有在电子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状，缺乏光泽，润滑性比鳞片石墨稍差。品位较高。一般的60～85%。少数高达90%以上。一般应用于铸造行业比较多。主要蕴藏在湖南郴州鲁塘。随这石墨提纯技术的提高。土状石墨应用越来越广泛。

石墨在工业上运用极广，几乎每个行业都会用到。工业上多用的是人造石墨 <ref>[http://www.sohu.com/a/319623299_120065805 详解：天然石墨与人造石墨的区别] ，搜狐网 ，2019-6-10</ref> ，也就是特种石墨。按其成型的方式可分为以下几种。

颜色：铁黑色　

鉴定特征铁黑色，硬度低，一组极完全解理，有滑感和染手；如果将 [[ 硫酸铜 ]] 溶液润湿的锌粒放在石墨上，则可析出金属铜的斑点，在与石墨相似的辉钼矿上则无此反应。

提起钻石，人们就会联想到光彩夺目、闪烁耀眼的情景，它随着拥有者的活动而光芒四射。但因它的昂贵价格，大多数人只能望而却步。尽管如此，人们对钻石还是很向往的。你知道钻石是什么吗？它的化学成分是碳(C)，天然的钻石是由金刚石经过琢磨后才能称之谓“钻石”。天然的钻石是非常稀少的，世界上重量大于1000克拉(1克=5克拉)的钻石只有2粒，400克拉以上的钻石只有多粒，我国迄今为止发现的最大的金刚石重158.786克拉，这就是“常林钻石 <ref>[https://www.ilovezuan.com/article-16355.html 中国常林钻石|常林钻石值多少钱]，我爱钻石网，2015-05-25</ref> ”。物以稀为贵，正因为可做“钻石“用的天然金刚石很罕见，人们就想“人造“金刚石来代替它，这就自然地想到了金刚石的“孪生“兄弟--石墨了。

石墨和金刚石的硬度差别如此之大，但人们还是希望能用人工合成方法来获取金刚石，因为自然界中石墨(碳)藏量是很丰富的。但是要使石墨中的碳变成金刚石那样排列的碳，不是那么容易的。石墨在5-6万大气压（（5-6）×103MPa）及摄氏1000至2000度高温下，再用金属 [[ 铁 ]] 、 [[ 钴 ]] 、 [[ 镍 ]] 等做 [[ 催化剂 ]] ，可使石墨转变成 [[ 金刚石粉末 ]] 。

目前世界上已有十几个国家（包括我国）均合成出了金刚石。但这种金刚石因为颗粒很细，主要用途是做磨料，用于切削和 [[ 地质 ]] 、 [[ 石油 ]] 的 [[ 钻井 ]] 用的 [[ 钻头 ]] 。当前，世界金刚石的消费中，80%的人造金刚石主要是用于工业，它的产量也远远超过 [[ 天然金刚石 ]] 的产量。

最初合成的金刚石颗粒呈黑色，0.5mm大小，重约0.1克拉（用于宝石的金刚石一般最小不能小于0.1克拉）。 [[ 美国 ]] 、 [[ 日本 ]] 等已制成6.1克拉多的金刚石，现在我国人造金刚石企业 [[ 黄河 ]] 旋风公司实验室生成的大颗粒金刚石达8mm左右，代表了我国在该领域研究前沿。我们说金刚石已从石墨中“飞”出，宝石级的人造金刚石也会在不久的将来供应于市场 <ref>[http://www.zbird.com/e-education/w30961.html 人造金刚石和金刚石的区别是什么？]，钻石小鸟，2019-1-18</ref> 。

数据来源：无机化学 下册/武汉大学等校编——3版。—— [[ 北京 ]] ：高等教育出版社，1994.4（2008重印）