金刚石和石墨物理性质不同的原因是碳原子的排列方式不同，这是因为金刚石中的碳原子是立体网状结构，而石墨是层状结构，所以金刚石和石墨物理性质不同。
碳原子的排列方式的介绍
碳元素，虽然最外层4个电子，处于标准的半饱和，但是电子层实在太基层了，致使碳元素趋于非金属性质，所以大部分碳物质粒子是碳分子组成。那么碳分子最外层的8个电子，就可以分居四方体的8个角上。由于四方体的形状可以是多种多样，致使碳原子排列方式有别，或者说排列方式不同。
碳原子的排列方式的影响
比如焦碳，最外层8个电子排列方式是正方体，而正方体在垂直方向上的分力为0，致使焦碳的分子粒子不易变形，所以焦碳比如硬。
金刚石的介绍
金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石的原身，它是一种由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、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。
石墨的介绍
天然石墨，顾名思义就是自然界天然形成的石墨，一般以石墨片岩、石墨片麻岩、含石墨的片岩及变质页岩等矿石出现。隐晶石墨也称土状石墨或无定形石墨，隐晶质石墨矿石中，石墨晶体直径小于1μm，呈微晶的集合体，在电子显微镜下才能见到晶形；矿石品位高，但可选性差；与石墨伴生的矿物常有石英、方解石等；矿石呈微细鳞片-隐晶质结构，块状或土状构造。隐晶质石墨主要用于铅笔、电池、焊条、石墨乳剂、石墨轴承的配料及电池碳棒的原料等；无铁要求的隐晶质石墨主要用于铸造材料、耐火材料、染料及电极糊等原料。
碳原子的电子排布
有七个电子层，分别用1、2、3、4、5、6、7等数字表示K、L、M、N、O、P、Q等电子层，用s、p、d、f等符号分别表示各电子亚层。电子排布式是指用能级的符号及能级中容纳电子数值表达核外电子运动的状态。电子排布式中的内层电子排布可用相应的稀有气体的元素符号加方括号来表示，以简化电子排布式。以稀有气体的元素符号加方括号的部分称为“原子实”。
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