Graphit besitzt eine Schichtstruktur, bei der jedes Kohlenstoffatom in einer Schicht mit drei anderen Kohlenstoffatomen verbunden ist, wodurch ein zweidimensionales Netzwerk aus Sechsecken entsteht. In diesen kovalenten Bindungen gibt jedes Kohlenstoffatom drei seiner vier Valenzelektronen ab. Die verbleibenden “vierten” Valenzelektronen tragen zur Bildung eines delokalisierten (aromatischen) Pi-Elektronensystems bei, das sich über die gesamte Schicht erstreckt. Diese Elektronen sind innerhalb der Schicht frei beweglich, was dazu führt, dass Graphit parallel zu den Kohlenstoffschichten elektrisch leitfähig ist.
Zusätzlich ist jedes Kohlenstoffatom in einer Schicht mit einem Kohlenstoffatom in der benachbarten Schicht verbunden. Diese Bindungen sind mit einer Länge von 335 pm deutlich länger als die Bindungen innerhalb einer Schicht (142 pm), wodurch sie sehr schwach sind. Aufgrund dieser Schwäche kann Graphit leicht parallel zu den Schichten gespalten werden.
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