纯金刚石是无色透明的八面体固体； 石墨是一种深红色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体。 石墨很软，在纸上作画后能留下痕迹，有细腻的感觉。
金刚石和石墨在“形状”或“性质”上有很大不同，但它们具有相同的“质量”。 它们是一对“孪生”兄弟，均由碳元素组成，被称为“同素异形体”。
钻石
金刚石因其强度大，可用于切割玻璃、制造铰刀； 石墨还可以用来制造笔芯和润滑剂，因为它柔软而细腻。 根据莫氏强度等级，金刚石是最中间的等级。
金刚石是自然界中天然存在的最强物质。 金刚石和石墨也是由碳原子组成的。 金刚石为何如此坚固取决于其分子结构。
右图是金刚石的结构模型。 每个碳原子通过强烈的相互作用与周围的4个碳原子紧密结合。
“紧密结合”的两个碳原子之间的距离约为0.0，然后形成精细的三维结构。 正是这些精细结构使金刚石成为最强的天然物质。
金刚石结构模型
石墨是层状结构。 就片材而言，每个碳原子都会与周围的三个碳原子通过强烈的相互作用紧密结合。 两个“紧密结合”的碳原子之间的间隔约为0..
石墨
石墨中的层间距离为0。由于距离较大，碳原子之间的相互作用较弱，因此很容易沿平行于层的方向滑动和破裂，因此石墨非常柔软、细腻。
与石墨相比，金刚石具有更精细的结构。 金刚石的密度约为石墨的1.5倍（金刚石的密度约为3.5-3.53g/cm3，石墨的密度约为2.09-2.23g/cm3）。
当碳原子通过强烈的相互作用（物理键）紧密结合时，原子之间的距离越小，相互作用越强。
在一片石墨中，碳原子之间的间隔比金刚石更小，相互作用更强，更难被破坏，因此石墨的熔点更高。
如下表所示，金刚石和石墨的熔点不同，但沸点相同。 为什么？ 物质状态的变化必然与粒子间的距离有关。
石墨和金刚石熔化后，碳原子原有排列被打破，原子间距离相等，相互作用硬度也相同，因此沸点相同。
我们都知道石墨具有导电性。 这也与石墨的结构密切相关。
碳原子最内层有4个电子。 在一片石墨中，每个碳原子都会通过“共享电子对”与周围的 3 个碳原子形成强烈的相互作用（物理键）。 只要有3个最里面的电子参与这些“力”的构成，就会剩下1个自由电子。
石墨之所以导电是因为存在许多自由电子。
在金刚石中，每个碳原子与周围的4个碳原子通过“共享电子对”形成强烈的相互作用，而碳原子最里面的4个电子几乎都参与了这些“力”的形成。 自由电子，所以基本上不导电。
结构可以决定性质。 金刚石和石墨都是由碳原子组成的，由于原子排列的不同，许多化学性质有很大差异。
