碳元（yuán）素

碳是自然界普遍的元（yuán）素之一，碳化合物的成鍵方式和構造方式極端（duān）豐厚，收縮石墨（mò）便是其（qí）中一種新型碳素資料。早在19世紀60年代初，Brodie將（jiāng）自然石墨與（yǔ）硫酸和硝酸等化（huà）學試劑作用後加熱（rè），發（fā）現了石墨（mò）製品，但是其應用則在（zài）百年之後才開端。從此，眾多國度就相繼展開了收縮石墨的研討和開發，獲得了嚴重的科研打破。

因而在一定條件下，某些反響物(如酸、堿、鹵素)的原子(或單個分子)即可進入層間空隙，並與碳網平麵構成（chéng）層間化合物。這種插有層間化合（hé）物的石墨即為可收縮石墨。碳原子層間以很弱的範（fàn）德華（huá）力相聯絡，這種構造允許插層物質可以順利地（dì）進入碳原層間而不毀壞碳原子層（céng）內（nèi）的六角網狀構造，因而自然石墨是製備石墨插層化合物極好的母體資料。可收（shōu）縮（suō）石墨是（shì）一種應用物理或化學的辦法使非碳質反響物插（chā）入石墨層間，與（yǔ）炭素的六角網絡平麵分離的（de）同時又堅持了石墨層狀構造的晶體化合物。

它（tā）不隻（zhī）堅持石墨（mò）優良的理化性質，而且由於插入物質與石墨層的互相作用而呈現出原有石（shí）墨及插層物質（zhì）不具備的新性能。插有（yǒu）層間化合物的（de）石墨在遇到高溫時，層間化合物將合成，產生一種沿（yán）石墨層間C軸方向的推力（lì），這個（gè）推（tuī）力遠大於石墨（mò）粒子（zǐ）的層間分離力，在這個推力的作（zuò）用下（xià）石墨層間被推開，從（cóng）而使石墨粒子沿（yán）C軸方向高倍地收縮，構成蠕蟲狀（zhuàng）的（de）收縮石墨。

石墨晶體是兩向大分子（zǐ）層（céng）狀構造，每一平麵（miàn）內的C原子都以C一（yī）C共價鍵相分離，層與層之間以較弱的範德（dé）華力相分離。石墨製品的層狀（zhuàng）構造*典型，每一層片是一個碳原子層（céng），層（céng）內碳原子之間以（yǐ）sp2雜化軌道成很強的共價鍵，即1個2s電（diàn）子（zǐ）和（hé）2個2p電子雜（zá）化等價（jià）的雜化軌道，位於同（tóng）一平麵上，相互構成σ鍵，而二（èr）個未參與雜（zá）化的2P電子則垂直於平麵，構成二鍵π。石墨的這種層狀構造使得層間存在一定的空隙。