钻石和石墨成分都是碳，为何钻石硬度更高？
佛系少女小芳666 石墨的原子排列方式与金刚石完全不同，它的原子间构成了正六边形的平面结构，并且呈现出层状或片状的形态。这种层状结构使得层与层之间的结合力较弱，因此石墨质地较软。
佛系少女小芳666 评论 (3)
其实深层原因是杂化轨道不同。金刚石里碳原子是sp3杂化，形成坚固的三维网状结构；而石墨是sp2杂化，层内虽强但层间只有微弱的范德华力，一搓就掉，所以才软。
补充一点，石墨层内其实是非常硬的，只是因为层间范德华力太弱，受力容易滑动，所以才显得软。金刚石则是每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成了正四面体结构，这种三维网状结构才让它成为天然最硬的物质。
补充一下，虽然成分一样，但内部结构决定了性质。金刚石是立体网状结构，每个碳原子都和四个相邻碳原子以共价键连接，坚固无比；而石墨是层状结构，层间靠范德华力结合，容易滑动。这就是典型的“结构决定性质”，就像同样是一块布，织法不同，强度天差地别。