石墨屬六方晶系，具完整的層狀解理。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、石墨烯等都是碳元素的單質，它們互為同素異形體。
石墨理化性質：
石墨質軟，為黑灰色，有油膩感，可污染紙張。硬度為1～2，沿垂直方向隨雜質的增加其硬度可增至3～5。比重為1.9～2.3。比表面積范圍集中在1-20m2/g，在隔絕氧氣條件下，其熔點在3000℃以上，是耐溫的礦物之一。它能導電、導熱。
自然界中純凈的石墨是沒有的，其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質。這些雜質常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現。此外，還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。因此對石墨的分析，除測定固定碳含量外，還必須同時測定揮發分和灰分的含量。

石墨礦床以中、小型為主，礦床類型大致分為以下5種：
1、結晶片巖中的似層狀石墨礦床；
2、變質煤層中的石墨礦床；
3、霞石正長巖中的石墨礦床；
4、矽卡巖中的石墨礦床；
5、結晶片巖中的脈狀石墨礦床。

石墨可分為天然石墨和人造石墨兩大類，天然石墨來自石墨礦藏，天然石墨還可分成鱗片石墨、土狀石墨及塊狀石墨。天然開采得到的石墨含雜質較多，因而需要選礦，降低其雜質含量后才能使用，天然石墨的主要用途是生產耐火材料、電刷、柔性石墨制品、潤滑劑、鋰離子電池負材料等，生產部分炭素制品有時也加入一定數量的天然石墨。

石墨是原子晶體、金屬晶體和分子晶體之間的一種過渡型晶體。在晶體中同層碳原子間以sp2雜化形成共價鍵，每個碳原子與另外三個碳原子相聯，六個碳原子在同一平面上形成正六邊形的環，伸展形成片層結構。在同一平面的碳原子還各剩下一個p軌道，它們互相重疊，形成離域π鍵電子在晶格中能自由移動，可以被激發，所以石墨有金屬光澤，能導電、傳熱。由于層與層間距離大，結合力（范德華力）小，各層可以滑動，所以石墨的密度比金剛石小，質軟并有滑膩感。
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