为什么不是分子结构不同造成金刚石石墨C60的物理性质差异

C60分子是一种由60个碳原子构成的分子,它形似足球,因此又名足球烯.（C60这种物质是由C60分子组成的,而不是由原子构成的.）C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子,它具有60个顶点和32个面,其中12个为正五边形,20个为正六边形.其相对分子质量约720.C60化学性质很稳定。
C60分子处于顶点的碳原子与相邻顶点的碳原子各用近似于sp2杂化轨道重叠形成σ键，每个碳原子的三个σ键分别为一个五边形的边和两个六边形的边。碳原子杂化轨道理论计算值为sp2.28，每个碳原子的三个σ键不是共平面的,键角约为108°或120°,因此整个分子为球状.每个碳原子用剩下的一个p轨道互相重叠形成一个含60个π电子的闭壳层电子结构,因此在近似球形的笼内和笼外都围绕着π电子云。分子轨道计算表明，足球烯具有较大的离域能.C60具有金属光泽,有许多优异性能,如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀、在光、电、磁等领域有潜在的应用前景。
在金刚石晶体中,碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体.每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价单键，每个原子分到2个价电子,构成正四面体。由于金刚石中的C-C键很强,所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以金刚石不仅硬度大,熔点极高,而且不导电。
金刚石化学性质稳定，具有耐酸性和耐碱性，高温下不与浓HF、HCl、HNO3作用，只在Na2CO3、NaNO3、KNO3的熔融体中,或与K2Cr2O7和H2SO4的混合物一起煮沸时,表面会稍有氧化；在O、CO、CO2、H、Cl、H2O、CH4的高温气体中腐蚀。金刚石的熔点是3550℃，石墨熔点高于金刚石。
在石墨晶体中，同层的每一个碳原子以sp2杂化轨道与相邻的三个碳原子以σ键结合，六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环，伸展成片层结构,这里C-C键的键长皆为142pm，这正好属于原子晶体的键长范围，因此对于同一层来说，它是原子晶体。在同一平面的碳原子还各剩下一个p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.而这些π电子可以在整个碳原子平面上活动，每个原子分到8/3个价电子.类似金属键的性质,相当于金属中的自由电子，所以石墨能导热和导电。石墨晶体中层与层