石墨是元素碳的一種同素異形體每個(gè)碳原子的周邊連結(jié)著另外三個(gè)碳原子（排列方式呈蜂巢式的多個(gè)六邊形）以共價(jià)鍵結(jié)合，構(gòu)成共價(jià)分子。[1]由于每個(gè)碳原子均會(huì)放出一個(gè)電子，那些電子能夠自由移動(dòng)，因此石墨屬于導(dǎo)電體。石墨是其中一種最軟的礦物，它的用途包括制造鉛筆芯和潤(rùn)滑劑。碳是一種非金屬元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁語(yǔ)為Carbonium，意為“煤，木炭”，漢字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁構(gòu)成，從“炭”字音。碳是一種很常見(jiàn)的元素，它以多種形式廣泛存在于大氣和地殼之中。碳單質(zhì)很早就被人認(rèn)識(shí)和利用，碳的一系列化合物——有機(jī)物更是生命的根本。碳是生鐵、熟鐵和鋼的成分之一。碳能在化學(xué)上自我結(jié)合而形成大量化合物，在生物上和商業(yè)上是重要的分子。生物體內(nèi)大多數(shù)分子都含有碳元素。碳的存在形式是多種多樣的，有晶態(tài)單質(zhì)碳如金剛石、石墨；有無(wú)定形碳如煤；有復(fù)雜的有機(jī)化合物如動(dòng)植物等；碳酸鹽如大理石等。單質(zhì)碳的物理和化學(xué)性質(zhì)取決于它的晶體結(jié)構(gòu)。高硬度的金剛石和柔軟滑膩的石墨晶體結(jié)構(gòu)不同，各有各的外觀、密度、熔點(diǎn)等。常溫下單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不溶于水、稀酸、稀堿和有機(jī)溶劑；高溫下與氧反應(yīng)燃燒，生成二氧化碳或一氧化碳；在鹵素中只有氟能與單質(zhì)碳直接反應(yīng)；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(yīng)，生成金屬碳化物。碳具有還原性，在高溫下可以冶煉金屬。此外，近年的研究發(fā)現(xiàn)，石墨可以被氯磺酸溶解，形成單層石墨烯的氯磺酸“溶液”。[5]石墨是碳質(zhì)元素結(jié)晶礦物，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)層中碳原子的間距為142pm;。屬六方晶系，具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主，對(duì)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。