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(zhì)，它們互為同素異形體。
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(jià)鍵，每個(gè)碳原子與另外三個(gè)碳原子相聯(lián)，六個(gè)碳原子在同一平面上形成正六邊形的環(huán)，伸展形成片層結(jié)構(gòu)。在同一平面的碳原子還各剩下一個(gè)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(dòng)，可以被激發(fā)，所以石墨有金屬光澤，能導(dǎo)電、傳熱。由于層與層間距離大，結(jié)合力（范德華力）小，各層可以滑動(dòng)，所以石墨的密度比金剛石小，質(zhì)軟并有滑膩感。

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(zhì)較多，因而需要選礦，降低其雜質(zhì)含量后才能使用，天然石墨的主要用途是生產(chǎn)耐火材料、電刷、柔性石墨制品、潤滑劑、鋰離子電池負(fù)材料等，生產(chǎn)部分炭素制品有時(shí)也加入一定數(shù)量的天然石墨。

石墨理化性質(zhì)：
石墨質(zhì)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(zhì)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(diǎn)在3000℃以上，是耐溫的礦物之一。它能導(dǎo)電、導(dǎo)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(zhì)。這些雜質(zhì)常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現(xiàn)。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(shí)測定揮發(fā)分和灰分的含量。

石墨每一網(wǎng)層間的距離為3.40Å，是以范德華力結(jié)合起來的，即層與層之間屬于分子晶體，同一網(wǎng)層中碳原子的間距為1.42Å，由于同一平面層上的碳原子間結(jié)合很強(qiáng)，很難破壞，所以石墨的熔點(diǎn)也很高，化學(xué)性質(zhì)也穩(wěn)定。鑒于它的的成鍵方式，不能單一的認(rèn)為是單晶體或者是多晶體，現(xiàn)在普遍認(rèn)為石墨是一種混合晶體。
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