Lớp vỏ ngoài cùng của mỗi nguyên tử Cacbon có 4 electron. Trong kim cương, các điện tử này được chia sẻ với bốn nguyên tử cacbon khác để tạo thành các liên kết hóa học rất bền, dẫn đến một tinh thể tứ diện cực kỳ cứng. Chính sự sắp xếp đơn giản, liên kết chặt chẽ này đã khiến kim cương trở thành một trong những chất cứng nhất trên Trái đất.