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【專家解說】：．金剛石的晶體結(jié)構(gòu)
金剛石是典型的原子晶體，在這種晶體中的基本結(jié)構(gòu)微粒是碳原子。每個碳原子都以sp3雜化軌道與四個碳原子形成共價(jià)單鍵，鍵長為15.5nm，鍵角為109°28′，構(gòu)成正四面體。每個碳原子位于正四面體的中心，周圍四個碳原子位于四個頂點(diǎn)上，在空間構(gòu)成連續(xù)的、堅(jiān)固的骨架結(jié)構(gòu)。因此，可以把整個晶體看成為一個巨大的分子。由于C—C鍵的鍵能大（為347kJ/mol），價(jià)電子都參與了共價(jià)鍵的形成，使晶體中沒有自由電子，所以金剛石是自然界中最堅(jiān)硬的固體，熔點(diǎn)高達(dá)3550℃，并且不導(dǎo)電。
2．石墨的晶體結(jié)構(gòu)
石墨晶體是屬于混合鍵型的晶體。石墨中的碳原子用sp2雜化軌道與相鄰的三個碳原子以σ鍵結(jié)合，形成正六角形蜂巢狀的平面層狀結(jié)構(gòu),而每個碳原子還有一個2p軌道，其中有一個2p電子。這些p軌道又都互相平行，并垂直于碳原子sp2雜化軌道構(gòu)成的平面，形成了大π鍵。因而這些π電子可以在整個碳原子平面上活動，類似金屬鍵的性質(zhì)。而平面結(jié)構(gòu)的層與層之間則依靠分子間力（范德華力）結(jié)合起來；形成石墨晶體。石墨有金屬光澤，在層平面方向有很好的導(dǎo)電性質(zhì)。由于層間的分子間作用力弱，因此石墨晶體的層與層間容易滑動，工業(yè)上用石墨作固體潤滑劑。　
金剛石和石墨的晶體結(jié)構(gòu)之二　
世界上金剛石的主要產(chǎn)地在非洲，近年來我國也發(fā)現(xiàn)了有工業(yè)開采價(jià)值的金剛石礦。金剛石也可以人工合成，它是以石墨為原料，用FeS作溶劑，在高溫高壓的條件下制成的。人造金剛石在某些性能方面還勝過天然金剛石（如耐用性），在石油和地質(zhì)鉆探工作中已廣泛采用以金剛石制成的鉆具。
金剛石是物質(zhì)中硬度最大的，比重平均為3.5，室溫下對所有
化學(xué)試劑都顯惰性，在空氣和氧中加熱到800℃左右能燃燒生成二氧化碳，它的熔點(diǎn)（3570℃）是所有元素中最高的。
金剛石是典型的原子晶體，每個碳原子都以sp3雜化軌道與四個碳原子形成共價(jià)單鍵，組成正四面體排布。由于C—C鍵的鍵能大（為83kcal/mol)，所有價(jià)電子都參予了共價(jià)鍵的形成，使晶體中沒有自由電子，所以金剛石不僅硬度大、熔點(diǎn)高，并且不導(dǎo)電。
碳的另一種單質(zhì)是石墨。石墨與金剛石性質(zhì)大不相同，石墨很軟，顏色灰黑，比重2.2，熔點(diǎn)3527℃，對化學(xué)試劑也顯惰性，能導(dǎo)電。
石墨的性質(zhì)決定于石墨晶體的結(jié)構(gòu)。在石墨晶體中碳原子以sp2雜化軌道和鄰近的三個碳原子形成共價(jià)單鍵并排列成六角平面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這些網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)又聯(lián)成互相平行的平面，構(gòu)成片層結(jié)構(gòu)。在石墨晶體
為石墨片層之間是以分子間作用力結(jié)合起來的，而不是化學(xué)鍵。所以石墨片層之間容易滑動。那個未參予雜化的p電子比較自由，相當(dāng)于金屬晶體中的自由電子，所以石墨質(zhì)軟，具有導(dǎo)電導(dǎo)熱等基本性質(zhì)。
在隔絕空氣的條件下將金剛石加熱到 1000℃可轉(zhuǎn)變成石墨：
這個轉(zhuǎn)變是一個放熱反應(yīng)，說明石墨晶體的能量比金剛石低，所以石墨是更穩(wěn)定的晶形。
由于石墨能抗高溫（蒸發(fā)溫度高）、抗化學(xué)藥品，又能導(dǎo)電導(dǎo)熱，所以大量用來制作電極、坩堝、電刷等，此外由于質(zhì)軟和具有片層結(jié)構(gòu)，也用來制造鉛筆芯、顏料和潤滑劑。