Алмаз представляет собой трехмерную сетевую структуру, в которой атомы углерода имеют четырехвалентное состояние, то есть гибридное состояние sp3. Основной особенностью структуры алмаза является то, что каждый атом углерода связан с четырьмя соседними атомами углерода, которые находятся под углом к вершине тетраэдра. Каждый атом углерода имеет четыре валентных электрона с четырьмя соседними атомами углерода, образуя четыре ковалентные связи. Связан с атомами вокруг него, образуя тетраэдр. Алмазные кристаллы состоят из многих тетраэдров. Произвольно извлекают 2 соседние ковалентные связи, каждая из двух одиночных связей принадлежит двум шестичленным кольцам, а не только одному шестичленному кольцу (как показано, красные две углеродные одиночные связи могут образовывать синий Два шестичленных кольца цвета и фуксии).

В кристаллической решетке, когда один атом и четыре соседних атома имеют правильную тетраэдрическую структуру, существуют две возможности кубического кристалла и гексагонального кристалла. Природный алмаз и синтетический алмаз обычно представляют собой кубический алмаз, но есть и вид. Шестиугольный алмаз. Алмазы, имеющие эти две кристаллические структуры, называются кубическими алмазами и гексагональными алмазами соответственно.

Кристаллическая структура кубического алмаза:

Кубический алмаз представляет собой равноосный кристалл xi2 с постоянной решетки 0,356-0,327 нм при нормальном давлении и комнатной температуре.

Эта кристаллическая структура может быть разделена на многие идентичные кубические единичные ячейки. Распределение атомов на поверхности элементарной ячейки только образует гранецентрированную кубическую структуру. В элементарной ячейке есть четыре атома, каждый из которых имеет угол вершины и три соседних атома. Атомы центра граней эквидистантны и соединены ковалентными связями с образованием структуры, имеющей правильный тетраэдр.

Кристаллическая структура гексагонального алмаза：

Шестиугольный алмаз представляет собой гексагональную систему с постоянной решетки a = 0,252 нм и c = 0,412 нм.

Эта кристаллическая структура может быть разделена на многие идентичные шестиугольные элементарные ячейки, каждая из которых ковалентно связана с четырьмя соседними атомами и имеет правильную тетраэдрическую структуру.