金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的。

石墨和金刚石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。

石墨和金刚石都属于碳单质，二者的化学式都是c，石墨结构中有共价键、分子键等，它们的化学性质基本相同。但金刚石和石墨却不是同种物质，它们是由相同元素碳构成的同素异型体。

主要是因为他们的空间结构是不同的，石墨单质的各原子间构成正六边形的平面结构，呈片状，层与层之间有分子键，层之间容易滑动，所以石墨质软，深灰色，有金属光泽，手摸有滑腻感并留有深灰色痕迹。又因为正六边形结构稳定，所以石墨耐高温，因此石墨可以做高温润滑剂。石墨具有良好的耐高温、导电、导热、润滑、可塑及化学稳定性等性能。

结构特点

金刚石是最为坚固的一种碳结构，其碳原子以晶体结构的形式排列，金刚石结构中的每个原子与相邻的4个原子形成正四面体。具有金刚石结构的晶体除了金刚石以外，还有硅、锗、α-锡等；石墨是元素碳的一种同素异形体，是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体。