金刚石在莫氏硬度表中，是硬度最高的材料，当金刚石的成分纯净时，呈现出无色透明状，有较高的光泽、色散和强度，天然金刚石的产数量较为稀少，所以工业生产中使用的一般是人造金刚石。

相比金刚石，石墨的硬度极低，常见的石墨都是黝黑发亮的，润滑性很好，日常中常见的是作为铅笔芯使用。

从外观上看，石墨和金刚石似乎差异极大，但实际上，石墨和金刚石的化学成分完全相同。他们都是碳元素组成的。因为碳原子的排列方式不同，所以两者之间的性质和心态也有了很大的不同。

让我们来看看石墨和金刚石结构上的差别。

石墨内部的碳原子在空间上的排列是层状的，每一层的碳原子由共价键互相连接，他们之间的作用力很强，每层碳原子的间距为0.142纳米，较短。层与层之间的碳原子由范德华力互相连接，这个作用力较弱，每层之间的碳原子间距为0.335纳米，较长。所以层与层之的作用力较弱，当有外力作用时，层与层之间会断开，直接体现是，墨硬度低。

金刚石内部的碳原子是以空间三维状排列的，碳原子之间全部由共价键互相连接，作用力很强的，碳原子之间的距离为0.155纳米，较短的。当被外力冲击时，没有薄弱面，不容易被破坏，直接体现是，金刚石的硬度极高。

正是因为原子的排列方式、作用力和间距不同，所以金刚石和石墨虽然成分相同，但有完全不同的物理性质。