石墨之所以可以导电是因为片层晶体内部含有大量的自由电子。碳原子最外层有4个电子，形成石墨六元环时只共用3个电子，多余的一个自由电子在外加电场的作用下，发生定向移动，从而导电。能够导热是因为碳原子自由电子之间进行能量（主要是动能）传递。导电性取决于自由电子数量。而导热性取决于自由电子运动的剧烈程度。石墨分子内部的电子一直在做无规则的运动，在有外界温度梯度或施加电场时，电子运动的取向近似一致，从而导电和导热。因此石墨具有良好的导电、导热性。
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