金刚石,石墨和木炭都是由碳元素构成的，但是金刚石很硬，而石墨和木炭却没有那么强的硬度，为什么金刚石,石墨和木炭在物理性质上不同？
金刚石、石墨和木炭的成分虽然都是碳，但它们在物理性质上有显著的不同。这是由于碳原子在这些物质里排列方式不同的缘故，.即晶体结构不同而引起了物性不同。
在金刚石里，每一个碳原子都直接与其他四个碳原子以共用电子对而相结合，并且每一个碳原子中心到任一相邻的碳原子中心的距离都是相等的。对每一个碳原子来说，其余四个相邻的碳原子是排列在正四面体的四个顶点上的。金刚石里碳原子的这种排列方式，使得碳原子之间的结合很牢词,因此它比石墨和木炭硬得多，而且不导电，也不传热。
石墨里的每个碳原子虽然也是和相邻的四个碳原子相结合，但和金刚石里的结合情况不同。其中一个碳原子和其他三个碳原子的距离大致相等，而且在一个平面上，它们之间以共用电子对（即共价键)相结合，但是它与第四个相邻的碳质子间的距离较与前三个碳原子的距离远得多，并且不在同一个平面上，它们之间的健比其余三个价濉较弱，因此后者的结合远不及前者牢固。当受外力作用时，很容易从这里断裂，
也就桌说，石墨很容易沿着AB直线使晶体断裂为个别薄层。因此，我们常见的石墨多是鳞片状的，而且石墨的可压缩性比金刚石大得多。
在石墨晶体里，由于不同平面间碳原子的距离大，且冇流动的自由电子，因而在性质上具有金属原子的特点，如具有良好的导电性和传热性。
木炭是无定形碳的一种，经X射线照射实验证明，它的晶体结构与石墨相同，即它们主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，所以它的性质很接近于石墨。又由,于木炭是一种多孔性固体，这种特点又决定了它具有最显著的物理性质，就是能够吸附大遛的气体和小微粒，可以吸附色素和臭味。