グラファイト

グラファイト（graphite、石墨、黒鉛）は、炭素から成る元素鉱物。六方晶系（結晶対称性は"P"63/mmc）、六角板状結晶。構造は亀の甲状の層状物質、層毎の面内は強い共有結合（sp2的）で炭素間が繋がっているが、層と層の間（面間）は弱いファンデルワールス力で結合している。それゆえ、層状に剥離する（へき開完全）。電子状態は、半金属的である。
グラファイトが剥がれて厚さが原子1個分しかない単一層となったものはグラフェンと呼ばれ、金属と半導体の両方の性質を持つ。
採掘は、スリランカのサバラガムワ、メキシコのソノラ、カナダのオンタリオ州、北朝鮮、マダガスカル、アメリカのニューヨーク州などで商業的に行われている。日本でも、かつて富山県で千野谷黒鉛鉱山が稼働していた。
別名.
硬筆に使われることから石墨（せきぼく）の和名を持ち、鉱物名として使われることが多い。
元素分析以前には鉛を含むと思われており、ラテン語で鉛を意味する plumbum に由来する plumbago と呼ばれていた。このため、英語で black lead 、日本語でもこれを直訳して黒鉛（こくえん）とも呼ぶ。ただし、実際には鉛はまったく含まれていない。グラファイトという名は、それが判明したのち、plumbago という名が不適切とされたことで提案されたものである。
構造.
構造上、α黒鉛とβ黒鉛が存在し、両者の違いは黒鉛層構造の重なり具合の違いである。通常見られる黒鉛は、ほとんどがα黒鉛である。
同素体にダイヤモンド、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーンがある。
常温、常圧ではダイヤモンドより、このグラファイトの方が安定な相 (Phase) である。しかしながら、ダイヤモンドとの間には、乗り越えるべきエネルギー差が非常に大きいため、普通の状態ではダイヤモンドからグラファイトになる（構造相転移）ことはない。
用途.
歴史的な産業利用は16世紀前半にイギリスの湖水地方で発見された石墨鉱床が最初で、長い間鉛筆を製造したが、その他にも耐火物質として、製鉄やイギリスがスペイン無敵艦隊を撃破した16世紀後半には、砲弾の鋳型に使われた。また、粘土などと混合させたうえで鉛筆の芯としても利用される。またガスケットとして、耐熱性が求められる場合や、軸受など潤滑と気密の役割を同時に持たせる場合に用いられる。
層間化合物.
黒鉛層間の空隙に電子供与体あるいは電子受容体元素が侵入（インターカレーション）した層間化合物（そうかんかごうぶつ、intercalational compound）が知られており、これは成層化合物（せいそうかごうぶつ、lamellar compound）とも呼ばれる。
1926年に最初の層間化合物が発見され、、なども知られている。他には黒鉛と、アルカリ金属元素、、金属酸化物、典型元素の酸化物や硫化物とから形成される層間化合物も知られている。
は300℃で黒鉛にカリウム蒸気を作用させて製造し、外見はブロンズ色をしている。黒鉛に比しての方が金属的性質が強く、これは還元試薬としても利用されている。はリチウムイオン電池の負極として用いられている。