金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的。
由一种元素组成的纯净物属于单质，金刚石是自然界中最硬的物质之一，石墨是最软的矿物之一，所以物理性质具有巨大差异，原因就是由于碳原子排列不同造成的。
碳原子介绍：
碳原子（carbon）化学符号：C，元素原子量：12.质子数：6原子序数：6周期：2族：IVA自然产生的碳由三种同位素组成：12C和13C为稳定同位素，而14C则具放射性，其半衰期约为5,年，是少数几个自远古就被发现的元素之一，是构成碳基生物的最基本元素。
石墨介绍：
石墨是一种矿物名，通常产于变质岩中，是煤或碳质岩石受到区域变质作用或岩浆侵入作用形成。石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子，排列方式呈蜂巢式的多个六边形，每层间有微弱的范德华引力。由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。
金刚石介绍：
金刚石俗称“金刚钻”，是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体，亦是自然界由单质元素组成的粒子物质。它是目前在地球上发现的众多天然存在中最坚硬的物质，天体陨落的陨石中也有金刚石的生成态相。金刚石的用途非常广泛，例如工艺品和工业中的切割工具。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石，也是贵重宝石。
单质介绍：
单质是由一种元素的原子组成的以游离形式较稳定存在的物质。单质分为由单原子分子组成的单质和由多原子分子组成的单质。单质的性质与其元素的性质密切相关，其化合价永远为0。元素在单质中存在时称为元素的游离态。一般来说，单质的性质与其元素的性质密切相关。比如，很多金属的性质都很明显，那么它们的单质还原性就很强。不同种类元素的单质，其性质差异在结构上反映得最为突出。
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