グラファイトの化学式は何ですか?

グラファイト、分子式：C、分子量：12.01は炭素元素の一種であり、各炭素原子は他の3つの炭素原子（ハニカム六角形に配置）によって接続され、共有結合分子を形成しています。各炭素原子は電子を放出し、自由に移動できるため、グラファイトは導体です。

グラファイトは最も柔らかい鉱物の 1 つであり、その用途には鉛筆の芯や潤滑剤の製造などが含まれます。炭素は、周期表の第 2 周期 IVA 族に位置する非金属元素です。グラファイトは高温で形成されます。

黒鉛は炭素元素の結晶鉱物であり、その結晶格子は六角形の層状構造になっています。各メッシュ層間の距離は 3.35 Å、同じメッシュ層内の炭素原子の間隔は 1.42 Åです。完全な層状劈開を有する六方晶系結晶系です。へき開面は主に分子結合で構成されており、分子への引力が少ないため、自然な浮遊性が非常に優れています。

グラファイト結晶では、同じ層内の炭素原子が sp2 混成により共有結合を形成し、各炭素原子は 3 つの共有結合で他の 3 つの原子と結合します。6 つの炭素原子は同じ平面内で 6 つの連続した環を形成し、ラメラ構造に伸びます。CC 結合の結合長は 142pm であり、これは原子結晶の結合長の範囲内に正確に含まれるため、同じ層では、それは原子結晶です。同一平面上の炭素原子は 1 つの p 軌道を持ち、互いに重なり合っています。電子は比較的自由であり、金属の自由電子に相当するため、グラファイトは熱と電気を伝導できます。これが金属結晶の特性です。したがって、金属結晶としても分類されます。

黒鉛結晶の中間層は335pm離れており、その距離は大きい。それはファンデルワールス力と結合しており、つまり、その層は分子結晶に属します。しかし、同じ平面層内の炭素原子の結合は非常に強く、破壊することが非常に困難であるため、黒鉛の溶解点も非常に高く、その化学的性質は安定しています。

黒鉛はその特殊な結合様式から単結晶とも多結晶とも考えられず、現在では混晶として捉えるのが一般的です。