石墨烯的結構

石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2雜化軌道成鍵，並有如下的特點：碳原子有4個價電子，其中3個電子生成sp2鍵，即每個碳原子都貢獻一個位於pz軌道上的未成鍵電子，近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的派鍵呈半填滿狀態。研究證實，石墨烯中碳原子的配位數為3，每兩個相鄰碳原子間的鍵長為一點四二乘以十的負十次方米，鍵與鍵之間的夾角為一百二十度，每個碳原子的垂直於層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大派鍵（與苯環類似），因而具有優良的導電和光學效能。