Miért nem nehezebb a gyémánt, mint a vas ha sűrűbb, tehát keményebb, szívósabb és több atom van benne?

A keménység és a sűrűség között nincs összefüggés. A legkeményebb anyag, a gyémánt sűrűsége nem túl nagy (3,53 g/cm^3). Ugyanakkor a nagy sűrűségű ólom (11,34 g/cm^3), vagy arany (19,3 g/cm^3) meglehetősen puha, akár kézzel is formázható.

A keménységet főleg az anyagban levő kémiai kötőerők határozzák meg. Befolyásol a kötés típusa (a fémes kötésű anyagok keménysége kisebb, mivel az atomtörzsek el tudnak egymás mellett mozdulni a kötés felhasadása nélkül), hogy mennyi kötés van a részecskék között, hogyan helyezkednek el, és mekkora energiájúak a kötések.

A keménységért a kémiai kötések a felelősek. A kémiai kötéseket pedig az külső héjak elektronjai alakítják ki.

Az atom tömegét nem az elektronok adják (elenyésző) hanem az atommag.Nagy atommag (sok proton és neutron) nagy tömeget jelent de ettől a jellemző kémiai kötések nem lesznek erősebbek. Emiatt a nagy rendszámú anyagok jellemzően nagy sűrűséggel rendelkeznek szilárd állapotban.

Az anyagok keménységét a fentieken kívül a kristályszerkezetük befolyásolja.

Erre példa grafit és a gyémánt.

Mindkét anyag elemi C-atomokból épül föl. A grafit azonban puha, kenhető, e tulajdonsága miatt használják írásra, mert a papíron nyomot hagy.

A gyémánt viszont a legkeményebb természetben megtalálható anyag.

A C-atomok a grafitban egyszerűbb szerkezet szerint rendeződnek el úgy, hogy bizonyos szerkezeti csoportjaik egymás fölött el tudnak csúszni.

A gyémánt a legmagasabb szimmetria szerinti elrendeződésben tartalmazza a C-atomokat, amelynek következtében a legkeményebb anyaggá válik. (a természetes anyagok között...)