碳单质有多种结构形式，包括钻石、石墨、富勒烯等。它们之间的不同物理性质是由它们的结构性质所决定的。

首先，钻石的结构是由每个碳原子与四个相邻碳原子形成四面体结构，每个碳原子都与周围碳原子形成同种键。这个结构非常稳定， 导致钻石具有很高硬度、高熔点和高折射率等物理性质，因而常被用于宝石和工业切割工具等领域。

其次，石墨的结构是由每个碳原子与三个相邻碳原子形成六角形定位结点，每个碳原子与另外两个碳原子分别形成σ键和π键，形成了一种在二维平面上的层状结构。这种层状结构中，碳原子间的键长比钻石中的键长要长得多。这使得石墨具有很好的导热性、导电性和润滑性等物理性质， 因而常被用于铅笔芯、热导材料及涂料等领域。

最后，富勒烯是由数个六角形和若干个五角形通过共用边或共顶点组合形成的空心球体结构。 它的结构非常复杂，富勒烯由于具有较小的表面积和很好的稳定性以及良好的电性质等， 所以在化学、生物等领域都有着广泛的应用前景。

因此，碳单质的不同结构形式决定了它们对于不同用途的适用性，这是它们结构性质与物理性质之间的紧密关系所在。

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文章来源：天狐定制

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