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[[파일:GraphiteUSGOV.jpg|섬네일|오른쪽|200px|흑연]]
'''흑연'''(黑鉛, {{llang|en|graphite}}) 또는 '''석묵'''(石墨)은 [[탄소]]의 [[동소체]] 중 하나이다. 천연에서 산출되기도 하고, 인공적으로 제조되기도 한다. 흑연의 [[영어]] 이름인 "graphite"는 "(글 따위를) 쓰다"라는 뜻을 가진 [[그리스어]] "graphein"에서 유래되었다.<ref name="britannica">Encyclopaedia Britannica, inc., "graphite", ''The New Encyclopaedia britannica'' (Vol. 5), 15th edition, Chicago:Encyclopaedia britannica, 2007, pp. 420~421.</ref>

== 천연에서의 존재 ==
소량의 [[무기물]]과 [[유기물]]이 포함되어 있으면서 [[산화]]적 환경에 노출되지 않고 [[접촉 변성 작용]] 또는 [[광역 변성 작용]]을 받아 생성된 [[사암]], [[셰일]], [[석탄]], [[석회암]] 등의 암석과 함께 천연에서 산출될 수 있고, [[산화·환원 반응|환원]]성 환경에서 생성된 [[사문암]], [[석회암]]과 함께 발견되기도 한다. 주로 [[편마암]], [[편암]] 등과 함께 발견된다.<ref name="Mcgraw">Parker, S. P. et al., "Graphite", ''McGraw-Hill encyclopedia of chemistry'', New York: McGraw-Hill, 1993, pp. 455~459.</ref> [[스리랑카]], [[마다가스카르]], [[조선민주주의인민공화국]], [[멕시코]]의 [[소노라주]], [[캐나다]]의 [[온타리오주]], 서[[시베리아]], [[미국]]의 [[뉴욕주]]에 상당량이 매장되어 있다.<ref name="britannica"/> 흑연은 간혹 [[운석]]에서도 발견되는 경우가 있다.<ref name="Mcgraw"/>

== 성질 ==
[[파일:Graphit gitter.png|섬네일|오른쪽|200px|흑연의 결정 구조]]
흑연은 [[굳기]]가 약 1.5로 매우 부드러운 편이다. [[비중]]은 2.23이지만, 구멍이나 불순물에 의해서 더 낮아질 수 있다. 색은 [[검정|흑색]]에서 철회색을 띠며 금속광택을 가진다. [[녹는점]], [[끓는점]] 등은 명확하지 않다. [[전기 전도체]]로 작용하며, [[전기저항]]은 방향에 따라 큰 차이를 보인다. 천연일 경우 [[결정]]의 형태는 육각 판 모양의 편평한 모양이며, 인공일 경우 [[결정]]은 비늘상이나 덩어리상이다. 내열성, 내열충격성, 내식성이 강하고 전기 및 열 전도성이 좋은 편이다.<ref name="Mcgraw"/>
[[파일:Graphite-unit-cell-3D-balls.png|섬네일|오른쪽|200px|흑연의 단위격자]]
흑연의 구조는 [[탄소]] 여섯 개로 이루어진 고리가 연결되어 층을 이룬 모양으로 c값(층간 간격의 2배)은 6.696[[옹스트롬|Å]], [[탄소]]간 결합 길이는 1.42[[옹스트롬|Å]]이다. 흑연의 [[단위격자]]는 [[탄소]] [[원자]] 4개를 포함한다. [[격자상수]]는 2.456[[옹스트롬|Å]]이다.<ref name="sajun">化學大辭典編集委員會 편, 성용길, 김창홍 역, 〈석묵〉, 《화학대사전》(Vol. 4), 서울: 世和, 2001, 721쪽.</ref>

[[화학]]적으로는 상당히 안정한 물질로 [[공기 (기체)|공기]] 중에서의 [[발화점]]은 500~600[[섭씨|°C]] 또는 그 이상이다. [[산소]] 중에서 가열하면 600~700[[섭씨|°C]]에서 [[이산화 탄소]]가 된다. 분말을 진한 [[황산]]과 진한 [[질산]]의 혼합물로 처리하면 녹갈색의 산화흑연을 얻을 수 있다. 또한 진한 [[황산]]과 [[산화제]]와 함께 가열하면 광택이 있고 청자색의 물질인 황산수소흑연이 된다. [[질산]]으로 [[산화]]시키면 [[멜리트산]]을 얻을 수 있다.<ref name="sajun"/>

== 인조 흑연 ==
인공적으로 합성된 흑연은 성질의 편차가 심하기 때문에 공업용으로는 잘 사용되지 않는다. 제유 과정에서 생산되는 [[코크스]]를 [[탄소]] 공급원으로 하여 만들어지는 경우가 많다.<ref name="Mcgraw"/>

인조 흑연은 [[미국]]의 [[에드워드 굿리치 애치슨]]에 의해서 처음으로 합성되었다. 그는 [[탄화 규소]]로 실험을 하다가 4150[[섭씨|°C]]에서 탄화 규소의 [[규소]]성분이 증발해 버리고 남은 [[탄소]]가 흑연의 형태로 남아 있는 것을 발견하였다. [[1896년]] 애치슨은 흑연 생산에 대한 [[특허]]를 냈으며 상업적인 인조 흑연 생산은 [[1897년]]부터 이루어졌다.<ref name="britannica"/>

인조 흑연은 무정형 [[탄소]]를 고온으로 가열하여 만들어지는데, 일반적으로는 2500~3000[[섭씨|°C]]로 가열하지만 천연 흑연의 구조와 가깝게 만들기 위해서는 더 높은 온도가 필요하다. 또한 원료 [[탄소]] 화합물의 구조에 따라서는 인조 흑연으로 만들기가 어려운 경우도 있다.<ref name="sajun"/>

== 용도 ==
흑연은 주로 다음과 같은 용도로 사용된다.<ref name="sajun"/><ref name="encychem">Considine, G. D. et al., "GRAPHITE", ''Van Nostrand's encyclopedia of chemistry'', 5th edition, Hoboken: Wiley-Interscience, 2005, pp. 73~74.</ref>
* 대표적으로 [[연필]] 혹은 [[샤프 펜슬|샤프]]의 심으로 재료가 사용된다. 이때 흑연을 [[점토]]와 섞어 굳기를 조절한다.
* [[로켓]]의 케이스나 화학 공정에서의 내열성 장비의 재료로 사용된다. 이 경우 약 3000[[섭씨|°C]] 이상의 온도까지 견딜 수 있다.
* 화학 공정에서의 내식성 기구의 재료로 사용된다.
* 전기 용광로의 전극이나 [[전기 분해]]를 위한 기구의 재료로 사용된다.
* [[원자로]]에서 [[중성자]] 감속재 및 반사재로 사용된다.
* 많은 물건의 주형으로 사용된다.
* 층상을 이루고 있어 미끄럽기 때문에 윤활제, 감마제로도 사용된다.

== 같이 보기 ==
* [[탄소 나노튜브]]
* [[풀러렌]]
* [[그래핀]]
== 참고 문헌 ==
{{위키공용|Graphite}}
* Considine, G. D. et al., ''Van Nostrand's encyclopedia of chemistry'', 5th edition, Hoboken: Wiley-Interscience, 2005.
* Encyclopaedia Britannica, inc., ''The New Encyclopaedia britannica'', 15th edition, Chicago:Encyclopaedia britannica, 2007.
* Parker, S. P. et al., ''McGraw-Hill encyclopedia of chemistry'', New York: McGraw-Hill, 1993.
* 化學大辭典編集委員會 편, 성용길, 김창홍 역, 《화학대사전》, 서울: 世和, 2001.

== 각주 ==
{{각주}}

{{전거 통제}}

[[분류:탄소 동소체]]
[[분류:원소 광물]]
[[분류:윤활제]]
[[분류:미술 재료]]
[[분류:육방정계 광물]]
[[분류:흑색조]]
[[분류:내화물]]