同为碳的晶体，为什么钻石透明而石墨不透明？

这个解释很直观，原子排列决定性质，物理本质确实如此。不过从光学的角度看，石墨不透明主要是因为它内部存在自由电子，能轻易吸收和反射各种波长的可见光，而金刚石没有自由电子，电子跃迁需要的能量对应的是紫外光，可见光无法被它吸收，所以光线能直接穿透。顺便提一句，单层石墨烯透光率约97.7%的说法也很准确，但多层叠加后，电子能带结构发生变化，吸收率确实会显著增加，最终变成我们熟悉的黑色不透明状态。

原来如此，一直以为都是碳所以性质该差不多，没想到晶体结构才是决定性的。不过说金刚石绝缘透明有点绝对吧？工业级金刚石其实是可以导电的，只有纯净的才是绝缘体，这点补充一下更严谨。

这个解释很直观。其实关键就在于原子排列导致的电子能带结构不同。金刚石里碳原子sp3杂化，电子被紧紧束缚，可见光能量不足以激发电子跃迁，所以光能直接穿透，表现为透明。而石墨是sp2杂化，有离域的大π键，电子可以自由移动，直接吸收了大部分可见光，所以看起来黑乎乎的还不导电。石墨烯虽然只有一层，吸收率也就2.3%，但堆叠多了电子层相互作用增强，吸收就变强了。这就是同素异形体的神奇之处。

石墨不透明主要是因为多层结构里电子可以自由移动，吸收了大部分可见光；而金刚石里没有自由电子，光子能直接穿过去，所以透明。

这就好比同样是砖头，平铺能透点光，摞高了就彻底挡光了。不过石墨不透明主要是因为它层间电子自由移动吸收光子，而钻石里电子被死死锁在共价键里没空折腾光子，所以透明。