我們至今關(guān)于石墨烯化學(xué)知道的是：類似石墨外表，石墨烯能夠吸附和脫附各種原子和分子。從外表化學(xué)的視點(diǎn)來看，石墨烯的性質(zhì)類似于石墨，可利用石墨來估測石墨烯的性質(zhì)。石墨烯化學(xué)可能有許多潛在的使用，然而要石墨烯的化學(xué)性質(zhì)得到廣泛關(guān)注有一個(gè)不得不克服的妨礙：缺少適用于傳統(tǒng)化學(xué)辦法的樣品。這一點(diǎn)未得到解決，研討石墨烯化學(xué)將面臨重重困難。
    1、氧化性，與活潑金屬反響
       C + K = C8K
       相當(dāng)于打開部分雙鍵
    2、加成反響，也是打開部分雙鍵
    3、還原性，可被氧化性酸氧化
       4HNO3 + C = 4NO2 + CO2 + 2H2O
       通過該辦法能夠?qū)⑹┎贸尚∷槠?br>    4、在空氣中高溫被氧化
       C + O2 = CO 或CO2
    石墨烯的化學(xué)性質(zhì)不安穩(wěn)
    單質(zhì)碳的物理和化學(xué)性質(zhì)取決于它的晶體結(jié)構(gòu)，外觀、密度、熔點(diǎn)等各自不同，常溫下單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)比較安穩(wěn)，不溶于水、稀酸、稀堿和有機(jī)溶劑，這里說化學(xué)性質(zhì)，也便是不容易產(chǎn)生化學(xué)反響，就要看它的同素異形體了，比如金剛石的熔點(diǎn)超越3500℃，這就不容易產(chǎn)生化學(xué)反響了。
    石墨烯的碳原子擺放與石墨的單原子層相同，是碳原子以sp2混成軌域呈蜂巢晶格(honeycomb crystal lattice)擺放構(gòu)成的單層二維晶體。石墨烯可想像為由碳原子和其共價(jià)鍵所構(gòu)成的原子尺寸網(wǎng)。石墨烯的命名來自英文的graphite(石墨) + -ene(烯類結(jié)束)。石墨烯被認(rèn)為是平面多環(huán)芳香烴原子晶體。
    石墨烯的結(jié)構(gòu)非常安穩(wěn)，碳碳鍵（carbon-carbon bond）僅為1.42?。石墨烯內(nèi)部的碳原子之間的銜接很柔韌，當(dāng)施加外力于石墨烯時(shí)，碳原子面會曲折變形，使得碳原子不用重新擺放來習(xí)慣外力，然后保持結(jié)構(gòu)安穩(wěn)。這種安穩(wěn)的晶格結(jié)構(gòu)使石墨烯具有優(yōu)秀的導(dǎo)熱性。另外，石墨烯中的電子在軌道中移動時(shí)，不會因晶格缺陷或引入外來原子而產(chǎn)生散射。由于原子間作用力非常強(qiáng)，在常溫下，即便周圍碳原子產(chǎn)生擠撞，石墨烯內(nèi)部電子遭到的干擾也非常小。
    石墨烯卷成圓桶形能夠用為碳納米管；另外石墨烯還被做成彈道晶體管（ballistic transistor）而且吸引了大批科學(xué)家的愛好 。在2006年3月，佐治亞理工學(xué)院研討員宣布, 他們成功地制造了石墨烯平面場效應(yīng)晶體管，并觀測到了量子干與效應(yīng)，并基于此結(jié)果，研討出以石墨烯為基材的電路。