石墨烯为复式六角晶格,每个元胞中有两个碳原子,每个原子与最近邻的3个原子间形成3个σ键,剩
余的一个p电子垂直于石墨烯平面,与周围原子形成π键.由碳原子sp2 轨道杂化形成共价键,即碳原子的
2 s轨道与2px 和2py 轨道杂化与最近邻的3个原子间形成3个共价键 .
在形成金刚石时,碳的电子组态从原来的1 s2 2 s2 2p2 提升到1 s2 2 s2 2p3 ,产生所谓的sp3 轨道杂化.这样的碳原子在杂化轨道上就:石墨烯中碳原子sp 43 2 杂化轨道,有了4个自旋未配对的电子,可以在电子去密度最大的四面体顶角方向上形成4个共价键.