首先要说明的是石墨比较特殊,是属于过渡型晶体,既有分子晶体又有原子晶体。而考虑同素异形体的稳定性即考虑其单质之间的键能,键能越小,越稳定,键就越短,由于石墨比较特殊,是属于过渡型晶体,既有分子晶体又有原子晶体。导致其CC键比金刚石短,所以更稳定。不要误以为金刚石坚硬就更稳定,这种说法是错误的。这里的稳定性是热稳定性和化学稳定性。
石墨稳定,石墨吸收能量才能变成金刚石,故金刚石能量比较高,而研究表明同素异形体中,能量越低越稳定,所以,石墨的化学性质稳定. 不是硬的东西就稳定
石墨转化为金刚石,需要吸热,说明石墨更稳定
石墨
金刚石是每个碳原子都以sp3杂化轨道与四个碳原子形成共价单键,每个原子分到2个价电子。石墨中的碳原子用sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合,而每个碳原子还有一个2p轨道,其中有一个2p电子。这些p轨道又都互相平行,并垂直于碳原子sp2杂化轨道构成的平面,形成了大π键。因而这些π电子可以在整个碳原子平面上活动,类似金属键的性质。每个原子分到8/3个价电子。所以石墨的键能比金刚石要大!虽然石墨有层间范德华力,但是石墨的层内共价键比金刚石的共价键要短,能量高,因此化学性质相对稳定。
见百科:石墨, http://baike.baidu.com/view/5089.htm
金刚石, http://baike.baidu.com/view/14770.htm