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本视频时长24分钟10秒，利用三维虚拟技术分析了六方石墨与三方石墨两种晶型的结构，释疑了面心立方与R心六方的异同。演绎直观形象，讲解简明扼要，富有启发和想象。以下文字材料供观看视频参考。石墨是碳存在的最普遍的形式，在标准状态下是稳定的。

一、石墨的结构特点

石墨晶体是由平面的层型分子堆积而成，层与层之间距离为pm，层间的作用力为范德华力，作用力较弱。每一平面层均由六角碳环组成，层中每个C原子以sp2杂化轨道与3个相邻的C原子形成等距离的3个σ键，构成无限延伸的平面层。而各个碳原子垂直于该平面、未参与杂化的pz轨道互相叠加形成离域π键，一方面使层中C原子的距离缩短为.8pm，键长介于C—C单键与C＝C双键之间；另一方面，在外加电场作用下，p轨道电子能在石墨同一层内定向移动而导电，具有优良导电性能，但电子不能在层间跳跃，所以石墨导电是有方向性的。在不同的外界条件下，石墨层型分子的堆积方式可出现多种样式，在完整的石墨晶体中，主要有六方石墨与三方石墨两种晶型。天然石墨中六方石墨约占70%，三方占30%。

二、六方石墨

六方石墨又称α-石墨，在这种晶体中，层型分子的相对位置以ABAB……的顺序重复排列，A和B是指层的相对位置，若以第一层A的位置为基准，第二层B的位置沿晶胞a轴和b轴的长对角线位移1/3，第三层又和第一层相同。晶胞参数a＝.6pm，c＝.6pm。六方石墨晶胞占有的碳原子个数为：4×(1/12)＋4×(1/6)＋2×(1/6)＋2×(1/3)＋2×(1/2)＋1＝4图1六方石墨晶胞

三、三方石墨

六方石墨又称β-石墨，在这种晶体中，层型分子的相对位置以ABCABC……的顺序重复排列，若以第一层A的位置为基准，第二层B、第三层C的位置沿晶胞a轴和b轴的长对角线相向位移1/3，第四层又和第一层相同。晶胞参数a＝.6pm，c＝.4pm。三方石墨晶胞占有的碳原子个数为：4×(1/12)＋4×(1/6)＋2×(1/6)＋2×(1/3)＋2×(1/2)＋2＋1＝6图2三方石墨晶胞

四、面心立方与R心六方

六方晶系与三方晶系同属于六方晶族，三方石墨属R心六方（hR）点阵型式。三方石墨层型分子堆积的次序为ABCABC……而立方最密堆积（面心立方）是密置层作ABCABC……，二者有何区别呢？面心立方层间距离与层内原子之间的距离有固定比例，但R心六方不额外限制三层之间距离，只要相同都可以。故面心立方能作R心六方划分，只是晶体对称性降低，反之则不可。图3面心立方（绿色）亦可作R心六方（红色）划分，反之则不可

四、石墨烯

石墨晶体由层型分子堆积而成，层间作用力微弱，英国曼彻斯特大学二位科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫因甚至用普通胶条就“撕出”单个原子厚度的石墨材料——石墨烯，石墨烯的厚度仅为0.3nm，是目前为止发现的最薄、最坚硬的材料，具有非常高的热传导性和电传导性等优越性能，二位科学家由此荣获年诺贝尔物理学奖。图4年诺贝尔物理奖获得者盖姆（左）与诺沃肖罗夫（右）视频中的三维虚拟模型是氢剑采用互动式三维虚拟技术制作的。在相关插件支持下，用鼠标即可对结构模型进行平移、滚动、旋转、缩放、变形、增添或删除原子及触动预先设置的动画等操作。说明：本

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