石墨烯组成元素

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石墨烯（Graphene）是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。

石墨烯的化学性质与石墨类似，石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子。

当这些原子或分子作为给体或受体时可以改变石墨烯载流子的浓度，而石墨烯本身却可以保持很好的导电性。

石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。

石墨烯有如下的特点：

碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp2键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。

研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10-10米，键与键之间的夹角为120°。

除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键（与苯环类似），因而具有优良的导电和光学性能。

石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳单质，结构非常稳定.其完美的晶格结构，常被误认为很僵硬，但事实并非如此.石墨烯各个碳原子间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形.这样，碳原子就不需要重新排列来适应外力，这也就保证了石墨烯结构的稳定，使得石墨烯比金刚石还坚硬，同时可以像拉橡胶一样进行拉伸.这种稳定的晶格结构还使石墨烯具有优秀的导电性.石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射.由于其原子间作用力非常强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中的电子受到的干扰也非常小.

石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。它具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，因从石墨中分离出石墨烯，获得2010年诺贝尔物理学奖。

中文名

石墨烯

外文名

graphene

发现人

Geim、 Novoselov

导热系数

5000W/(m K)

理论比表面积

2630m2/g

杨氏模量

1100GPa