在石墨的每一层里，碳原子通过sp2杂化形成共价键连接。每个碳原子都连着另外三个碳原子，六个原子围成一个正六边形的环，这种结构层层叠加形成了片状。
石墨是由碳原子和电子组成的吗
层与层之间的距离比较远，大约3.40埃，它们之间主要靠微弱的范德华力结合。这种结合力很小，导致各层容易滑动，所以石墨手感滑腻，质地也比较软，密度也比金刚石小。
严格来说，石墨主要是由碳原子构成的单质。虽然电子也在其中起关键作用，但说它由碳原子和电子组成容易让人误解为它含有其他元素或结构，实际上石墨的本质就是纯碳。
石墨属于一种特殊的过渡型晶体，结构非常独特。它的内部既有原子晶体的特征，又有金属晶体和分子晶体的性质，这种混合结构使得石墨拥有许多奇妙的物理特性。
石墨之所以能导电，是因为层内的碳原子还剩下p轨道，这些轨道重叠形成了离域的π键。电子可以在这个晶格中自由移动，受到激发后就能传导电流，所以它有金属光泽。
尽管层间容易滑动，但同一层内的碳原子结合非常紧密，键长只有1.42埃，极难破坏。因此，石墨的熔点非常高，化学性质也很稳定，不能简单地把它看作单晶体或多晶体。