同素异形体，是指由相同元素组成的不同形态的单质之间的称谓。由于结构不同，彼此间物理性质有差异，但由于是同种元素形成的单质，所以化学性质相似。
记得读初中时学过，碳有三种同素异形体，即金刚石、石墨和无定形碳。无定形碳有炭黑、木炭、焦炭、骨炭、活性炭等，统称黑碳。这三种同素异形体的物理性质差别很大。但在氧气里燃烧后的产物都是二氧化碳。
知识结构应该与时俱进。随着科学技术的进步，常见的对碳的同素异形体的描述资料已经显得不确切或不完整。
我的观点是：碳的同素异形体有金刚石、石墨、无定形碳和碳60等富勒烯。或者碳的同素异形体有金刚石、石墨、碳纳米管和碳60等晶体。
碳同素异形体指的是元素碳的同素异形体，即纯碳元素所能构成的各种不同的分子结构。包括了：
* 不定形碳（amorphous carbon）
* 碳纳米泡沫（carbon nanofoam）（1997年发现）
* 碳纳米管（carbon nanotube）
* 钻石（diamond）
* 富勒烯（fullerene）
* 石墨（graphite）
* 蓝丝黛尔石（lonsdaleite）
* 蜡石（白碳；ceraphite）
碳同素异形体系统横跨完全极端且十分不同的范围。
以碳同素异形体 - 钻石及石墨为例：
* 钻石是人类已知最硬的矿石；石墨却是最软的矿石之一。
* 钻石是终极的研磨剂；石墨却是非常好的润滑剂。
* 钻石是一流的绝缘体；石墨却是良导体。
* 钻石通常是透明的；石墨却是不透光的。
* 钻石的结晶是立方晶系；石墨却是六方晶系。
* 钻石的价值昴贵；石墨却是普通。
另以碳同素异形体 - 不定形碳及碳纳米管为例：
* 不定形碳是最容易合成的材料之一；碳纳米管却需极端高昴的成本才能制得。
* 不定形碳是完全等方向（isotropic）扩展的材料；碳纳米管却是只有一个方向前后延伸的非等方向（anisotropic）材料。
它们的不同性质是由微观结构的不同所决定的。
最新完善
碳的新的同素异形体：石墨炔(graphdiyne)（2010年人工合成）
近20年来，科学家们一直致力于发展新的方法合成新的碳同素异形体，探索其新的性能，先后发现了富勒烯、碳纳米管和石墨烯等新的碳同素异形体。碳具有sp3、sp2和sp三种杂化态，通过不同杂化态可以形成多种碳的同素异形体，如通过sp3杂化可以形成金刚石，通过sp3与sp2杂化则可以形成碳纳米管、富勒烯和石墨烯等。由于sp杂化态形成的碳碳三键具有线性结构、无顺反异构体和高共轭等优点，人们一直渴望能获得有sp杂化态的新的碳同素异形体，并认为该类碳材料具备优异的电学、光学和光电性能而成为下一代新的电子和光电器件的关键材料。石墨炔是第一个以sp、sp2和sp3三种杂化态形成的新的碳同素异形体，最有可能被人工合成的非天然的碳同素异形体。
石墨炔是由1，3-二炔键将苯环共轭连接形成二维平面网络结构的全碳分子，具有丰富的碳化学键，大的共轭体系、宽面间距(4.1913）、优良的化学稳定性和半导体性能。所获得的石墨炔薄膜面积可达3.61cm2，是高晶化的单晶薄膜，拉曼光谱显示了其特征峰在1382、1569、1926和2189cm-1，并证实该薄膜具有较高的有序度和较低的缺陷，薄膜电导率为：10-3-10-4 S m-1。
石墨
金刚石
C60
碳纳米管
放大30倍
C540
上图右下角的平面结构是什么?有英文单词,查为石墨烯.呀!石墨烯,今年诺贝尔物理学奖得主的研究项目呀!差一点丢掉一个机会!
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