石墨內(nèi)部的碳原子呈層狀擺放，一個(gè)碳原子鄰近只要3個(gè)碳原子與其相連，碳與碳組成了六邊形的環(huán)狀，無窮多的六邊形組成了一層。層與層之間聯(lián)絡(luò)力非常弱，而層內(nèi)三個(gè)碳原子聯(lián)絡(luò)很牢，因此受力后層間就很容易滑動，這就是石墨很軟能寫字的原因。
         金剛石內(nèi)部的碳原子呈“骨架”狀三維空間擺放，一個(gè)碳原子鄰近有4個(gè)碳原子相連，因此在三維空間形成了一個(gè)骨架狀，這種結(jié)構(gòu)在各個(gè)方向聯(lián)絡(luò)力平均，聯(lián)結(jié)力很強(qiáng)，因此使金剛石具有高硬度的特性。
        石墨和金剛石的硬度差別如斯之大，但人們?nèi)允窍Ｍ苡萌斯ず铣煞椒▉慝@取金剛石，因?yàn)樘烊唤缰惺?碳)藏量是很豐盛的。但是要使石墨中的碳變成金剛石那 樣擺放的碳，不是那么容易的。十八世紀(jì)后期，人們就開端尋找合成的途徑，直至本世紀(jì)中葉。1938年學(xué)者羅西尼經(jīng)過熱力學(xué)核算，奠定了合成金剛石的理論基 礎(chǔ)，算出要使石墨變成金剛石，至少要在15000個(gè)大氣壓,攝氏1500度的高溫前提下才可以，到50-60年代建成了能到達(dá)上述前提的儀器設(shè)備。石墨在 5-6萬大氣壓（（5-6）×103MPa）及攝氏1000至2000度高溫下，再用金屬鐵、鈷、鎳等做催化劑，可使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石。