石墨，是层状结构，C原子sp2杂化，与3个C原子形成西格玛键，未杂化的1个p轨道形成大派键。
金刚石，是空间网状结构，C原子sp3杂化，与4个C原子成键。
sp2杂化中，s轨道的成分比sp3杂化更多，所以形成的共价键更短，更牢固，即石墨的层内共价键键长比金刚石的的键长短，作用力更大，破坏化学键需要更大能量。
所以石墨的熔点比金刚石高。
石墨的熔点比金刚石高，是石墨中的大兀键决定的。石墨中C原子发些sp2杂化，杂化轨道之间形成西格玛键，C原子彼此连接成正六边形的平面网状结构。未杂化轨道的电子形成离域大兀键，有点像金属键。而金刚石中C发生Sp3杂化，原子间形成正四面体空间网状结构，硬度大。
金刚石的熔点是3550℃，石墨的熔点是3652℃～3697℃(升华)。石墨熔点高于金刚石。
从片层内部来看，石墨是原子晶体从片层之间来看，石墨是分子晶体(总体说来，石墨应该是混合型晶体)而金刚石是原子晶体。石墨晶体的熔点反而高于金刚石，似乎不可思议，但石墨晶体片层内共价键的键长是1.42×10－10m，金刚石晶体内共价键的键长是1.55×10－10m。同为共价键，键长越小，键越牢固，破坏它也就越难，也就需要提供更多的能量，故而熔点应该更高。
(主要就是石墨的分子晶体属性导致它的熔点高)
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