石墨烯存在哪些化学键

‘壹’ 石墨烯上六元环是苯环吗

看上去像而已。
石墨烯是由碳六元环组成的两维(2D)周期蜂窝状点阵结构.石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层雷同，是碳原子以sp2混成轨域呈蜂巢晶格(honeycomb crystal lattice)排列构成的单层二维晶体。石墨烯可想象为由碳原子和其共价键所形成的原子尺寸网。石墨烯的命名来自英文的graphite(石墨) + -ene(烯类结尾)。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。
石墨烯的结构非常稳定，碳碳键（carbon-carbon bond）仅为1.42Å。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。另外，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。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。
石墨烯是构成下列碳同素异形体的基本单元：石墨，木炭，碳纳米管和富勒烯。完美的石墨烯是二维的，它只包括六边形(等角六边形); 如果有五边形和七边形存在，则会构成石墨烯的缺陷。12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。

‘贰’ 石墨层与层键有π键，那为什么说层与层键无化学键，靠分子间作用力相连呢

石墨层与层键有是没有π键的。
石墨的每一层之间的碳原子都是靠大π键连接的，每一层都可以说是一个超大π键。但层与层之间是靠分子间吸引力连接的，因此石墨是很软的，在纸上一摩擦，一层一层的石墨就黏在纸上了。正是因为如此，才可以用胶带纸，将单层的石墨剥离下来，做成石墨烯。如果是靠化学键，化学键的键能比分子间的作用力大多了，是不可能用胶带将单层的石墨烯剥离下来的。

‘叁’ 怎么判断石墨烯分子中有无碳碳双键

严格的说应该没有，因为石墨烯的成键方式是4个价电子中的3个电子是通过SP2杂化，以碳碳单键的形式存在，另一个电子在剩下的一个P轨道轨道上，以孤电子形式存在。由于SP2杂化轨道都在同一平面上，所以P轨道上的孤电子能离域，形成大π键（整个分子上），所以类似于苯的成键，那键不是碳碳双键，双键的离域只在两个原子键，当然这是我的理解。

‘肆’ 石墨烯的化学式是什么

石墨烯的化学式：C(n)

1、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。

2、吸附其他物质时，如H+和OH-时，会产生一些衍生物，使石墨烯的导电性变差，但并没有产生新的化合物。

3、石墨烯呈薄纱状与碳纳米管的管状相比，更适合于生物材料方面的研究。并且石墨烯的边缘与碳纳米管相比，更长，更易于被掺杂以及化学改性，更易于接受功能团。

4、石墨烯可与活泼金属反应。

5、石墨烯可在空气中或是被氧化性酸氧化，通过该方法可以将石墨烯裁成小碎片。石墨烯氧化物是通过石墨氧化得到的层状材料，经加热或在水中超声剥离过程很容易形成分离的石墨烯氧化物片层结构。

6、石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。

(4)石墨烯存在哪些化学键扩展阅读：

石墨烯的应用

一、传感器

1、石墨烯可以做成化学传感器，这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的，根据部分学者的研究可知，石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。

2、石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。石墨烯是电化学生物传感器的理想材料，石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。

二、晶体管

1、石墨烯可以用来制作晶体管，由于石墨烯结构的高度稳定性，这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。

2、相比之下，目前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性；石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点，又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。

三、柔性显示屏

1、消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目，成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来市场广阔，作为基础材料的石墨烯前景也被看好。

四、新能源电池

1、新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板，可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本，这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。

2、石墨烯超级电池的成功研发，也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。

五、海水淡化

1、石墨烯过滤器比其他海水淡化技术要使用的多。水环境中的氧化石墨烯薄膜与水亲密接触后，可形成约0.9纳米宽的通道，小于这一尺寸的离子或分子可以快速通过。通过机械手段进一步压缩石墨烯薄膜中的毛细通道尺寸，控制孔径大小，能高效过滤海水中的盐份。

六、储氢材料

1、石墨烯具有质量轻、高化学稳定性和高比表面积等优点，使之成为储氢材料的最佳候选者。

七、航空航天

1、由于高导电性、高强度、超轻薄等特性，石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。2014年，美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器，就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。

八、感光元件

1、以石墨烯作为感光元件材质的新型感光元件，可望透过特殊结构，让感光能力比现有CMOS或CCD提高上千倍，而且损耗的能源也仅需原本10%。

九、复合材料

1、 在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域展现出了优良性能， 具有广阔的应用前景。

2、目前石墨烯复合材料的研究主要集中在石墨烯聚合物复合材料和石墨烯基无机纳米复合材料上，而随着对石墨烯研究的深入， 石墨烯增强体在块体金属基复合材料中的应用也越来越受到人们的重视。

3、石墨烯制成的多功能聚合物复合材料、高强度多孔陶瓷材料，增强了复合材料的许多特殊性能。

十、生物

1、石墨烯被用来加速人类骨髓间充质干细胞的成骨分化 ，同时也被用来制造碳化硅上外延石墨烯的生物传感器。同时石墨烯可以作为一个神经接口电极，而不会改变或破坏性能，如信号强度或疤痕组织的形成。

2、由于具有柔韧性、生物相容性和导电性等特性，石墨烯电极在体内比钨或硅电极稳定得多。石墨烯氧化物对于抑制大肠杆菌的生长十分有效，而且不会伤害到人体细胞。

‘伍’ 石墨烯中的碳原子间以共价键结合吗

是。理想的石墨烯以sp2杂化轨道相接，形成π-π键。实际存在的石墨烯中，尤其是氧化还原法得到的，由于还原残留导致石墨烯内部还存在sp1杂化轨道。这从XRD结构中可以看到。

‘陆’ 魔角石墨烯结构中存在的结合键

石墨烯是类似于石墨的，以每个碳原子通过3个sp2杂化轨道形成3个σ键结合3个其它碳原子，并以所用碳原子的1个2p电子形成离域大π键平面蜂窝状结构。总而言之是非极性共价键。

π键，在化学上是共价键的一种，当两个电子轨域的突出部分发生重叠时产生，属于"强化学键"，是价电子与原子核之间的静电力，键能在150-400KJ/mol。而范德华力是分子间的静电力，属于"弱化学键"，键能在0.4-4.0KJ/mol，两种不是同一种结构。

内部结构

石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键，并有如下的特点：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°。

以上内容参考：网络-石墨烯

‘柒’ 石墨烯具有哪些化学性质

石墨烯具有如下化学性质：

1、生物相容性：羧基离子的植入可使石墨烯材料表面具有活性功能团，从而大幅度提高材料的细胞和生物反应活性。石墨烯呈薄纱状与碳纳米管的管状相比，更适合于生物材料方面的研究。并且石墨烯的边缘与碳纳米管相比，更长，更易于被掺杂以及化学改性，更易于接受功能团。

2、氧化性：可与活泼金属反应。

3、还原性：可在空气中或是被氧化性酸氧化，通过该方法可以将石墨烯裁成小碎片。 [25] 石墨烯氧化物是通过石墨氧化得到的层状材料，经加热或在水中超声剥离过程很容易形成分离的石墨烯氧化物片层结构。

加成反应：利用石墨烯上的双键，可以通过加成反应，加入需要的基团。

4、稳定性：石墨烯的结构非常稳定，碳碳键（carbon-carbon bond）仅为1.42。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。

另外，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。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。 [26] 同时，石墨烯有芳香性，具有芳烃的性质。

(7)石墨烯存在哪些化学键扩展阅读：

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。

但当吸附其他物质时，如H+和OH-时，会产生一些衍生物，使石墨烯的导电性变差，但并没有产生新的化合物。因此，可以利用石墨来推测石墨烯的性质。

例如石墨烷的生成就是在二维石墨烯的基础上，每个碳原子多加上一个氢原子，从而使石墨烯中sp2碳原子变成sp3杂化。可以在实验室中通过化学改性的石墨制备的石墨烯的可溶性片段。

‘捌’ 石墨烯双键数化学键数

石墨烯双键数化学键数
石墨烯是从石墨中分离出来的一种物质.
因导电子速度快，被广泛应用于屏触等领域.

‘玖’ 石墨烯片之间的π键是范德华力么

2018-10-27

π键，在化学上是共价键的一种，当两个电子轨域的突出部分发生重叠时产生，属于"强化学键"，是价电子与原子核之间的静电力，键能在150-400KJ/mol。而范德华力是分子间的静电力，属于"弱化学键"，键能在0.4-4.0KJ/mol，两种不是同一种结构。

更具象地说，层间是范德华力，而层内是碳碳键，采用 sp2 杂化，形成遍及整个平面的大 π 键。

‘拾’ 12g石墨烯（单层石墨）中含有的共价键的个数怎么求

一个C连有3个共价键，一个共价键被两个C平分，相当于每个C连接1.5个共价键，所以12gC中共价键数为1.5NA