金剛(gang)(gang)(gang)石(shi)可以(yi)用(yong)來切割玻璃、做(zuo)鉆頭，因為(wei)它(ta)的硬度(du)很(hen)大；石(shi)墨可以(yi)用(yong)來做(zuo)鉛筆芯、潤滑劑，這(zhe)是(shi)因為(wei)它(ta)很(hen)軟、有滑膩感(gan)。按照莫氏(shi)硬度(du)標準，金剛(gang)(gang)(gang)石(shi)為(wei)高級。金剛(gang)(gang)(gang)石(shi)是(shi)自然界(jie)中天然存在的最堅硬的物質(zhi)。金剛(gang)(gang)(gang)石(shi)和石(shi)墨同樣(yang)由碳(tan)原(yuan)子構成，金剛(gang)(gang)(gang)石(shi)為(wei)什么會如(ru)此的堅硬，這(zhe)取決于(yu)它(ta)的分子結構。

　　每個碳原子都(dou)與周圍的(de)(de)4個碳原子通過強烈的(de)(de)相互作用緊(jin)密結(jie)(jie)合。“緊(jin)密結(jie)(jie)合”的(de)(de)兩(liang)個碳原子之間的(de)(de)距離約為0.155nm，從(cong)而形成致(zhi)密的(de)(de)三(san)維結(jie)(jie)構，正是這種致(zhi)密的(de)(de)結(jie)(jie)構，使得(de)金剛(gang)石成為天(tian)然存在的(de)(de)最堅硬的(de)(de)物質(zhi)。

　　而石墨是層(ceng)狀的(de)(de)(de)結(jie)構，就一個片層(ceng)而言，每1個碳原子會與(yu)其(qi)周圍(wei)的(de)(de)(de)3個碳原子通(tong)過強烈的(de)(de)(de)相互作用緊密結(jie)合，“緊密結(jie)合”的(de)(de)(de)兩個碳原子之間(jian)的(de)(de)(de)距(ju)離約(yue)為0.142nm。在石墨中層(ceng)與(yu)層(ceng)之間(jian)相距(ju)為0.335nm，由于距(ju)離比較(jiao)(jiao)大，碳原子的(de)(de)(de)相互作用較(jiao)(jiao)弱，因此很(hen)容易沿著與(yu)層(ceng)面平行(xing)的(de)(de)(de)方向滑動、裂解(jie)，所(suo)以石墨很(hen)軟(ruan)、有滑膩感。

　　金剛石(shi)(shi)和石(shi)(shi)墨(mo)相(xiang)比，結(jie)構更為致密(mi)(mi)。金剛石(shi)(shi)的密(mi)(mi)度(du)大約是石(shi)(shi)墨(mo)的1.5倍左(zuo)右(you)（金剛石(shi)(shi)的密(mi)(mi)度(du)約為3.5-3.53g/cm3，石(shi)(shi)墨(mo)的密(mi)(mi)度(du)約為2.09–2.23g/cm3）。

　　碳(tan)原子通過(guo)強(qiang)烈(lie)的(de)相互作用（化(hua)學鍵）緊密結合時，原子間(jian)的(de)距(ju)離(li)越小，相互作用越強(qiang)。在石(shi)墨(mo)的(de)一個片(pian)層(ceng)中，碳(tan)原子間(jian)的(de)距(ju)離(li)比金剛(gang)石(shi)小，相互作用更強(qiang)，更難被破壞，所以(yi)石(shi)墨(mo)的(de)熔點更高。

　　金(jin)剛石和石墨的(de)熔點不同(tong)，但沸點卻相同(tong)，這又是為(wei)什(shen)么呢？物質的(de)物態(tai)變化與微粒間的(de)距(ju)(ju)離是有一定關系的(de)。石墨和金(jin)剛石熔化以后，碳原(yuan)子原(yuan)來的(de)排列(lie)方(fang)式(shi)被打破(po)，原(yuan)子間的(de)距(ju)(ju)離相等，相互作用(yong)強度也(ye)相同(tong)，所以沸點相同(tong)。

　　我們(men)都知道，石(shi)(shi)墨(mo)具有(you)(you)導(dao)電(dian)(dian)性。這與石(shi)(shi)墨(mo)的(de)結構也有(you)(you)密切關系。碳(tan)(tan)(tan)原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)最(zui)外層(ceng)有(you)(you)4個(ge)(ge)(ge)(ge)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)，在石(shi)(shi)墨(mo)的(de)一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)片層(ceng)中，每個(ge)(ge)(ge)(ge)碳(tan)(tan)(tan)原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)會與其周(zhou)圍的(de)3個(ge)(ge)(ge)(ge)碳(tan)(tan)(tan)原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)通(tong)過“共用(yong)(yong)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)對”形(xing)成(cheng)(cheng)強(qiang)烈的(de)相(xiang)互作(zuo)用(yong)(yong)（化學(xue)鍵），每個(ge)(ge)(ge)(ge)碳(tan)(tan)(tan)原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)只有(you)(you)3個(ge)(ge)(ge)(ge)最(zui)外層(ceng)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)參與這種“力”的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)，這樣(yang)就會剩下1個(ge)(ge)(ge)(ge)自(zi)由電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)。因為有(you)(you)大量(liang)自(zi)由電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)存在，所(suo)(suo)以石(shi)(shi)墨(mo)能(neng)導(dao)電(dian)(dian)。而金剛石(shi)(shi)中每個(ge)(ge)(ge)(ge)碳(tan)(tan)(tan)原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)與其周(zhou)圍的(de)4個(ge)(ge)(ge)(ge)碳(tan)(tan)(tan)原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)通(tong)過“共用(yong)(yong)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)對”形(xing)成(cheng)(cheng)強(qiang)烈的(de)相(xiang)互作(zuo)用(yong)(yong)，碳(tan)(tan)(tan)原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)最(zui)外層(ceng)的(de)4個(ge)(ge)(ge)(ge)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)幾乎都參與了這種“力”的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)，基本(ben)沒(mei)有(you)(you)自(zi)由電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)，所(suo)(suo)以基本(ben)不(bu)導(dao)電(dian)(dian)。

　　結構可以決(jue)定性(xing)質(zhi)，金(jin)剛石(shi)和石(shi)墨都由碳(tan)原(yuan)(yuan)子(zi)構成，但是(shi)因為原(yuan)(yuan)子(zi)排列方式不同(tong)，導致很多(duo)物理(li)性(xing)質(zhi)有很大差異。