金剛石,石墨和木炭都是由碳元素構成的，但是金剛石很硬，而石墨和木炭卻沒有那么強的硬度，為什么金剛石,石墨和木炭在物理性質上不同？

金剛石、石墨和木炭的成分雖然都是碳，但它們在物理性質上有顯著的不同。這是由于碳原子在這些物質里排列方式不同的緣故，.即晶體結構不同而引起了物性不同。

在金剛石里，每一個碳原子都直接與其他四個碳原子以共用電子對而相結合，并且每一個碳原子中心到任一相鄰的碳原子中心的距離都是相等的。對每一個碳原子來說，其余四個相鄰的碳原子是排列在正四面體的四個頂點上的。金剛石里碳原子的這種排列方式，使得碳原子之間的結合很牢詞,因此它比石墨和木炭硬得多，而且不導電，也不傳熱。

石墨里的每個碳原子雖然也是和相鄰的四個碳原子相結合，但和金剛石里的結合情況不同。其中一個碳原子和其他三個碳原子的距離大致相等，而且在一個平面上，它們之間以共用電子對（即共價鍵)相結合，但是它與第四個相鄰的碳質子間的距離較與前三個碳原子的距離遠得多，并且不在同一個平面上，它們之間的健比其余三個價濉較弱，因此后者的結合遠不及前者牢固。當受外力作用時，很容易從這里斷裂，

也就桌說，石墨很容易沿著AB直線使晶體斷裂為個別薄層。因此，我們常見的石墨多是鱗片狀的，而且石墨的可壓縮性比金剛石大得多。

在石墨晶體里，由于不同平面間碳原子的距離大，且冇流動的自由電子，因而在性質上具有金屬原子的特點，如具有良好的導電性和傳熱性。
木炭是無定形碳的一種，經X射線照射實驗證明，它的晶體結構與石墨相同，即它們主要是由石墨的微小晶體和少量雜質構成的，所以它的性質很接近于石墨。又由,于木炭是一種多孔性固體，這種特點又決定了它具有最顯著的物理性質，就是能夠吸附大遛的氣體和小微粒，可以吸附色素和臭味。