石墨的化学式及其含义
石墨的化学式是C。这个简洁的符号“C”代表碳元素，它明确指出了石墨是由单一碳原子构成的纯净物。在化学中，这种由同种元素组成的纯净物被称为单质。石墨是碳元素在自然界中最常见、最稳定的存在形态之一，与金刚石、C60（富勒烯）等互为同素异形体。这意味着，虽然它们都由碳原子构成，但由于碳原子之间的排列和连接方式（即晶体结构）截然不同，导致了它们在物理性质上有着天壤之别，例如石墨柔软、导电，而金刚石则极其坚硬、不导电。
石墨的结构与特性
石墨独特的性质完全源于其特殊的层状结构。在石墨晶体中，每个碳原子通过强的共价键与同一平面内的另外三个碳原子相连，形成无限延伸的、呈正六边形蜂巢状的平面网状结构。这些碳原子层之间则依靠微弱的范德华力结合。这种“层内强，层间弱”的结构特点，使得层与层很容易发生相对滑动，因此石墨质地柔软，常被用作铅笔芯和固体润滑剂。同时，每个碳原子最外层的四个电子中，有三个用于形成层内的共价键，剩余的一个电子可以在整个平面层内自由移动，这使得石墨具有良好的导电和导热性，广泛应用于电极、电刷等工业领域。
理解石墨的化学式“C”不仅是记住一个符号，更是认识一种重要材料的基础。从日常生活中的铅笔到高科技领域的锂电池负极材料，再到核反应堆中的中子减速剂，石墨这种古老而现代的材料，正因其由简单碳原子构成的非凡结构，持续发挥着不可替代的作用。它与金刚石的对比，也生动地诠释了“结构决定性质”这一化学核心思想。