金刚石与石墨是碳的同素异形体,同素异形体彼此间物理性质有差异要从结构上分析,即原子排列方式的不同造就了其物理性质的差异
石墨是层状结构,碳原子是sp2杂化,形成正六边形,每个层状结构就是这个六边形构成,层与层之间是范德法力,作用比较弱。碳原子还有一个电子空余,形成一个很大的π键,因此导电性、导热性很好。
金刚石是原子晶体,碳原子是sp3杂化,形成正四面体结构,很稳定,因为碳原子由八个电子然后都是电子对。
正是因为金刚石和石墨里碳原子的排列不同,才导致了金刚石和石墨的物理性质有很大差异。
如下图,左图是金刚石,右图是石墨:
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