案乐此不彼，硅原子、硫原子、铁原子，一氧化碳分子、铁基分子……

从这里我们就可以知道，科学家们目前能够实现的就是稍微的移动一些原子，在物体的表面摆出各种图案，并不能真正意义的上对原子结构进行立体的打造和构建，同时更没办法大规模的、快速的去在原子角度打造新材料。

但是即便是这样，只能很简单的移动一些原子，在表面进行一些原子排列的构造，科学家们也制造出了如今各种纷繁复杂的纳米材料，比如在铜的表面对铜原子的结构进行人为的排列，也能让铜的强度增加5倍。

我们都知道金刚石也就是钻石和石墨、焦炭，他们构成的原子其实都是一样的，那就是碳原子，但是这些材料的性质却相差的天差地远，单单就硬度而言，金刚石是自然界最硬的材料，而石墨和焦炭的硬度就非常低了。

而造成这种差异的原因就是碳原子的结构，金刚石的原子结构每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。

由于金刚石中的c-c键很强，所以金刚石硬度大，熔点极高；又因为所有的价电子都被限制在共价键区域，没有自由电子，所以金刚石不导电。

在石墨结构中，同层的碳原子以sp2杂化形成共价键，每一个碳原子以三个共价键与另外三个原子相连。六个碳原子在同一个平面上形成了正六连连形的环，伸展成片层结构。

这里c-c键的键长皆为142pm，这正好属于原子晶体的键长范围，因此对于同一层来说，它是原子晶体。

在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道，它们相互重叠，电子比较自由，相当于金属中的自由电子，所以石墨能导热和导电，这正是金属晶体特征。

简单通俗易懂的来说就是金刚石的碳原子结构是立体的，所有的碳原子互相直接构成正四面体，是立体形式的结构。