金刚石结构（diamond structure）

想象每个原子都恰好牵着四个邻居的手，四只手指向一个三角锥——四面体——的四个角，在空间里像四条手臂所能做到的那样彼此均匀地张开。再让这些邻居中的每一个，朝各个方向做同样的事，永无止境。你由此搭出的那张宽敞的三维网，就是金刚石结构。

金刚石结构，是这样一种排列：每个原子都和围在它四周、坐落于一个四面体四个角上的另外四个原子成键。从几何上看，它是一个「面心立方格子加双原子基元」，相当于两套面心立方格子沿立方体对角线错开后互相嵌套。关键在于：它是一种疏松结构——尽管以密堆积格子为基础，但强而有方向的键把原子撑开，所以它只填满约34%的空间，远比密堆积金属空旷。

金刚石结构极其重要，因为碳采用它就成了金刚石——最硬的天然材料，全靠那张刚硬的四键网——也因为硅和锗共享这种结构，使它实实在在地成为每台电脑、每部手机里半导体电子学的根基。一个值得说清的点：碳另一种常见形态石墨，是由平展的薄片搭成的，而非这张四面体网，所以石墨柔软滑腻，金刚石却坚硬。同一种元素，结构不同，性情相反。