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為什么石墨會導電

云知道為什么

我們在初中剛接觸化學就經常聽到，結構決定性質 。石墨也一樣，它導電也是跟它結構有關 。高中化學，我們簡單學習了分子晶體、原子晶體、離子晶體和金屬晶體 。事實上，這幾類晶體都是人為定義的，這幾種晶體間沒有明顯界限，三種晶體存在相互關系，各自也含有對方成分 。所以，也形成了一些過渡性鍵型 。石墨就是典型的混合型晶型 。我們先來看石墨結構

為什么石墨會導電


石墨具有層狀結構，黑色小球就是碳原子，同一層碳原子以共價鍵相連，層與層之間以分子間作用力連在一起，距離約為335pm 。
我們知道，碳原子的價層電子數是4個 。但是，上圖中，每個碳原子只成3個鍵 。我們看同一層，同一層中的一個碳原子采用sp2雜化，三個sp2雜化軌道和鄰近的碳原子以共價鍵連在一起，sp2雜化軌道鍵角為120o 。所以，圖中同層碳原子之間形成正六邊形 。并且，sp2雜化軌道是平面 。因此，圖中的每一層是平面 。然而，每個碳原子采用sp2雜化軌道都剩下一個2p電子 。通過sp2雜化軌道電子云圖，我們可以知道，這個2p軌道都垂直于sp2雜化軌道平面，且相互平行，相互平行的p電子軌道形成π鍵，由于同一層含有許多個碳原子，含有許多2p電子軌道，因此，所有的2p軌道都參與形成π鍵，這種含有很多個原子的π鍵叫做大π鍵 。
我們高中學習化學時接觸的更多是乙烯一類的π鍵，這類π鍵都局限在兩個碳之間，也叫定域π鍵 。但是，剛才說了，大π鍵并不是局限于兩個原子之間，而是涉及很多原子，可以在多個原子間運動，也叫離域π鍵 。所以，石墨碳原子間形成的大π鍵可以運動，就想金屬鍵的電子一樣 。所以，它具有導電性和導熱性 。由于層與層之間由分子間作用力連起來，導致它的作用力較弱，所以層與層之間可以滑動，表現為潤滑性 。
【為什么石墨會導電】總之，石墨由于既有共價鍵，大π鍵，又有分子間作用力，因此它屬于混合晶型 。也導致它有導電性、導熱性和潤滑性等性質 。

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