键能这个概念一般用在化学领域，在材料科学中用的比较少。因为：

材料中的化学键通常是相互影响的，你没法在不影响其他键的情况下，破坏掉其中的某个键。不同结构中，每个原子的成键数量不一样，单纯的比较某个键的键能意义不是特别大。

因此，在材料科学中，一般用内聚能（cohesive energy）来表征原子之间的结合强度：

它大致可理解为晶体中单个原子和其周围原子化学键的总和。

内聚能越强，原子之间的结合越紧密，要融化材料也就更困难。因此，许多材料的熔点都大致与其内聚能成正比，这个规律也称Lindemann's criterion：

不同金属材料内聚能（横轴）与熔点（纵轴）的关系

题中提到：

资料显示，O-Si键能大于C-C，理论上SiO2是不是比金刚石更硬的物质

我查了一下，金刚石的内聚能为7.58 eV/atom，而SiO2的内聚能为4.11 eV/atom，大约是金刚石的一半。对应的，金刚石熔点大约是3800K，也差不多是SiO2熔点1980K的两倍。

所以，从内聚能角度来看，金刚石的硬度高于SiO2是很没问题的。

但是，光从内聚能来判断材料的硬度，是非常不合理的（光速打自己的脸......）。

举例来说：同样由碳元素构成，石墨的内聚能为7.37 eV/atom，与金刚石相差无几，但石墨却非常软，用指甲都能划出划痕。

如果一种材料硬度要高，那么它在各个方向上都得硬，不能有短板。但石墨是一种层状结构，虽然在二维平面上的强度很高，但在垂直方向上却很脆弱。所以石墨才特别软。而金刚石在三个维度上的排列都比较紧密，才能表现出较高的硬度。

金刚石（左）与石墨（右）原子结构对比。

此外，硬度这个量，虽然也受材料本身属性的影响，但它对微观组织形貌更加敏感。光知道材料组分就想要确定硬度是不太可能的，甚至于连定性分析都做不到。

很多人可能都有这样的体验：一根铁丝本来很软很容易被弯折，但如果你反复弯折它的话，铁丝会越来越硬。这个现象称为“加工硬化”。

在加工硬化过程中，铁丝的化学组分、原子排列结构都没有发生改变，但硬度却增加了。这是因为在加工变形过程中，铁丝内部形成了大量的缺陷，这些缺陷不利于铁丝进一步发生变形，因此材料就变硬了。

缺陷对材料的影响非常大，甚至是性能材料性能的决定性因素。材料科学这门学科，其实大部分内容都是在研究缺陷，这一点介绍起来也比较麻烦，展开来说可以写一本书。有兴趣的同学可以参阅材料科学基础或者固体物理的相关教材。

最后，前面有位答主提到：

这一点是不正确的。SiO2具有很多种结构，但这位答主提到的“空间网状”结构，其实是一种面心立方结构，属于 群，和金刚石的结构是一样的，只是组成结构的基元不同而已：

金刚石（左）与面心SiO2（右）的原子结构对比

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