1、金刚石和石墨的化学性质不相同，石墨和金刚石都是C的单质,但化学性质上是有差异的。
2、金刚石和石墨的性质不同的原因是原子排布不同。金刚石是四面体结构的，很稳定，而且各个原子间的键长相等，各原子的电子层稳定，不导电。而石墨是层状的，层与层之间的键长相对同一层之间要长，所以强度较低，电子层相对不稳定，导电。
3、金刚石的结构性质。金刚石结构分为等轴晶系四面六面体立方体与六方晶系钻石。在钻石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于钻石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以钻石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。在工业上，钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具，形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品，其价格十分昂贵。钻石的摩氏硬度为10；由于在自然界物质中硬度最高，钻石的切削和加工必须使用钻石粉来进行。钻石的密度为352g/cm3，折射率为2417，色散率为0044。
4、石墨的性质特征。常温下单质碳的化学性质比较稳定，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂；高温下与氧反应燃烧，生成二氧化碳或一氧化碳；在卤素中只有氟能与单质碳直接反应；在加热下，单质碳较易被酸氧化；在高温下，碳还能与许多金属反应，生成金属碳化物。碳具有还原性，在高温下可以冶炼金属。此外，近年的研究发现，石墨可以被氯磺酸溶解，形成单层石墨烯的氯磺酸“溶液”。石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。每一网层间的距离为340pm，同一网层中碳原子的间距为142pm;。属六方晶系，具完整的层状解理。解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。
1796年，英国伦敦有一位化学家，别出心裁地燃烧钻石，闪光的宝石竟变成了二氧化碳气体！这使他获得了一个真理：金刚石是碳的化身。20世纪初，科学家们又证明石墨和碳是一家。从此证明了坚硬的金刚石与软、脆的石墨、木炭是“孪生兄弟”。
人们总以为光彩夺目的金刚石最贵重，其实这是带杂质的金刚石。纯净的金刚石应该是无色透明的。金刚石比同体积的水重三倍半，又硬得出奇，可以用来刻划玻璃和制作钻机的钻头，开采石油。
石墨是松软的、不透明的灰黑色细鳞片状的晶体，它同金刚石恰恰相反，是最软的矿物之一。把石墨和粘土混合，就可以用来做铅笔芯。掺的粘土越多，铅笔芯越硬。干电池中的碳精棒，也是它的一种“化身”。
炭黑是极细的碳粉末，是比较纯粹的无定形碳。它在黑色的油墨里充当了颜料的“主角”。
金刚石、石墨和炭黑有各自不同的外貌，却都是一种元素——碳构成的。科学家把这类由同种元素构成的不同性质的物质，叫做同素异形体。
为什么由同一种碳原子组成的物质，外貌、性质却大不相同呢？科学家研究后，发现原来是由于原子的排列形式不一样引起的。金刚石结构中，每一个碳原子周围有四个碳原子，距离都是相等的，原子之间组成一个强有力的整体。而石墨内部的一个碳原子同相邻的四个原子间的距离是不相等的。离得较远的两原子之间的“拉力”较弱，容易断裂“分手”，这样，金刚石和石墨就出现了硬和软的不同“个性”。
在化学王国里，同素异形的例子很多，磷、硫等都有同素异形现象。几种不同性状的单质，虽然它们都是由同种元素构成，但其中原子的排列形式是不同的。
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