石墨（graphite）

石墨是純碳柔軟、滑膩、灰色的那種形態，也就是鉛筆在紙上留下的痕跡。它和鑽石是同一種元素，卻天差地別，原因就在原子的堆疊方式。石墨不是剛硬的三維籠子，而是由一層層一個原子厚的平坦碳片，像一疊紙那樣鬆散地堆在一起。

在每一片內，碳原子排成六邊形的蜂巢，每個原子用四個外層電子中的三個，牢牢地與三個鄰居鍵結。這些面內的鍵其實比鑽石還強，所以單一片極為堅韌。但第四個電子在片上遊走，而片與片之間只有微弱的凡得瓦吸引力，沒有真正的鍵。所以片與片幾乎毫不費力就能互相滑動。這就是石墨摸起來油滑、可當乾式潤滑劑、並在紙上留痕（層片被剪掉）的原因。那些自由遊走的電子也使石墨成為良好導電體，不像鑽石。

石墨是異向性的教科書範例：沿著片又強又剛，橫越片卻又弱又滑，性質全看方向。它耐極高溫而不熔化（約 3600 度 C 以上直接昇華），又耐許多化學品，所以用於電極、坩堝、高溫爐件與電動馬達的碳刷。把它其中一片單獨取出，就是著名的石墨烯。「鉛筆芯是金屬鉛」這個迷思正好是迷思：鉛筆芯一直都是石墨，一種碳的形態。