最佳回答2023-12-29
石墨是一种非常特殊的物质,它具有很高的导电性能。这是因为石墨的晶体结构中存在着六角形的碳原子排列方式,使得其形成了一个类似金属的电子云结构。这种特殊结构使得石墨具有很高的导电性能。
此外,石墨中碳原子间存在弱的范德华力,这导致其不断层状的晶体结构能够很容易地剥离。在这种条件下,石墨中的电子在层与层之间可以自由地移动,进而形成一个导电通路。这也是石墨导电性能的另一种基本原理。
最后,石墨的导电性能也与其物理化学性质密切相关。例如,在高温下石墨蒸发速度较快,会导致其内部结构发生改变,从而影响石墨的导电性能。因此,对于石墨的应用,需要考虑其所处的温度、环境、压力和化学成分等因素,以确保其导电性能得到充分发挥。
总之,石墨的高导电性能是由其特殊的晶体结构和范德华力引起的。同时,其物理化学性质也会对导电性能产生影响。因此,在实际应用中需要根据具体情况来对石墨的导电性能进行评价和控制。
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石墨导电的原因如下:
石墨是层状结构,在层与层之间以范德华力相互作用,有分子晶体的特点,在层内碳与碳以共价键相互作用,有原子晶体的特点,石墨属于混合晶体;石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的一个2p轨道上电子在层内离域运动,即石墨中有自由移动电子,所以石墨能导电。
石墨导电的用途:
(1)用于电弧炼钢炉
石墨电极主要用于电炉炼钢。电炉炼钢是利用石墨电极向炉内导入电流,强大的电流在电极下端通过气体产生电弧放电,利用电弧产生的热量来进行冶炼。根据电炉容量的大小,配用不同直径的石墨电极,为使电极连续使用,电极之间靠电极螺纹接头进行连接。炼钢用石墨电极约占石墨电极总用量的70~80%。
(2)用于矿热电炉
石墨电极矿热电炉主要用于生产铁合金,纯硅、黄磷、冰铜和电石等,其特点是导电电极的下部埋在炉料中,因此除电板和炉料之间的电弧产生热量外,电流通过炉料时由炉料的电阻也产生热量。每吨硅需消耗石墨电极150kg左右,每吨黄磷需消耗石墨电极约40kg。
(3)用于电阻炉
生产石墨制品用的石墨化炉、熔化玻璃的熔窑和生产碳化硅用的电炉等都是电阻炉,炉内所装物料既是发热电阻,又是被加热的对象。通常,导电用的石墨电极插入炉床端部的炉头墙中,故导电电极并不连续消耗。
因为石墨中含有自由移动的电荷,所以在通电后电荷自由移动,形成电流,所以可以导电。石墨导电的真正原因在于,6个碳原子共用6个电子形成的6电子6中心的大∏66键,在石墨的同层碳环中,所有的6元环都形成∏-∏共轭体系,或者说在石墨的同层碳环中,所有的碳原子形成一个巨大的大∏键,且这个大∏键中的所有电子能够在层内自由流动,这是石墨能够导电的原因所在。
石墨导电的原理
石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子,那些电子能够自由的移动,因此石墨属于导电体。
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