石墨块的理化性质

石墨块作为一种重要的碳同素异形体，具有独特的理化性质。以下是关于石墨块的一些关键理化性质：

化学性质

稳定性：石墨在常温下化学性质非常稳定，几乎不与任何物质发生化学反应。

可燃性：在充足的氧气条件下，石墨可以燃烧生成二氧化碳；而在氧气不足的情况下，会生成一氧化碳。

还原性：在高温条件下，石墨可以与某些氧化物反应，夺取其中的氧元素，从而表现出还原性。

物理性质

密度和硬度

密度：石墨的密度范围在2.09-2.23 g/cm³之间。

硬度：石墨质地较软，具有油腻感，可以污染纸张。

导电性和导热性

导电性：石墨的导电性远高于一般非金属矿，其导电原理在于每个碳原子保留了一个自由电子来传输电荷。

导热性：石墨的导热性超过许多金属材料，但其导热系数随温度升高而降低，在极高温度下，石墨甚至可以成为绝热体。

润滑性

润滑性能：石墨的润滑性能依赖于其鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑效果越好。

耐高温性

熔点和耐高温性：石墨的熔点高达3850±50℃，并且在超高温电弧灼烧下重量损失很小，热膨胀系数也很小。石墨的强度随着温度的升高而增强，在2000℃时，其强度可以提高一倍。

抗热震性

抗热震性：石墨能够在常温下承受温度的急剧变化而不破裂，温度突变时，其体积变化不大，不会产生裂纹。

化学稳定性

耐腐蚀性：石墨在常温下具有良好的化学稳定性，能够抵抗酸、碱和有机溶剂的腐蚀。

可塑性

可塑性：石墨具有良好的韧性，可以碾成极薄的薄片。

结构特点

晶体结构：石墨是一种过渡型晶体，介于原子晶体、金属晶体和分子晶体之间。其晶体结构由sp²杂化的碳原子形成共价键，每个碳原子与另外三个碳原子相连，形成平面六边形的环，这些环延伸形成片层结构。同一平面内的碳原子通过π键相互连接，使得电子可以在晶格中自由移动，赋予石墨金属光泽和导电性。层与层之间的结合力较小（主要是范德华力），使得石墨的密度较低且质软。

综上所述，石墨块因其独特的理化性质，在多个领域有着广泛的应用，如耐火材料、电刷、润滑剂、锂电池负极材料等。