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石墨是碳（C）元素的另一种同素异形体，具有典型的层状六方晶系结构。其结构由碳原子通过sp²杂化形成六边形蜂窝状平面层，层间通过较弱的范德华力结合。晶系六方晶系，空间群：P6₃/mmc，晶胞参数a ≈ 2.46 Å（底面边长）c ≈ 6.70 Å（层间距），每个晶胞中的原子数4个碳原子。天然石墨因中子吸收截面低，被用作用于电池、电弧炉、核反应堆的慢化剂。
金刚石（Diamond）是由碳（C）元素组成的具有立方晶系的原子晶体，其结构是自然界中最坚硬的天然材料之一。晶系立方晶系（等轴晶系）空间群Fd3m（面心立方结构）晶胞参数a ≈ 3.57 Å（晶胞边长）每个晶胞中的原子数8个碳原子，每个碳原子通过共价键与另外4个碳原子连接，形成四面体构型。所有碳原子位于立方晶胞的顶点和面心位置，以及四个内部位置（交替分布）。
