Diamantul și grafitul sunt ambele alotrope de carbon. Deși ambii sunt compuși din atomi de carbon, organizația lor atomică este complet diferită. Când un atom de carbon formează legături covalente cu atomi de carbon înconjurători, există două formațiuni de legături diferite. În diamant, atomii de carbon sunt aranjați într -un model tetraedric obișnuit, în timp ce în grafit, atomii de carbon sunt aranjați în straturi hexagonale.
La sfârșitul secolului al XVIII-lea, Lavoisier a identificat Diamond ca o formă cristalină de carbon, dar structura cristalină a diamantului a fost determinată pentru prima dată de Bragg în 1913. El a iradiat diamant cu raze X și a obținut o fotografie a modelului de difracție cu raze X a zăbrelei cristaline, demonstrând proprietățile cristaline ale diamantului.
În plus față de tetraedre, diamantele naturale includ și cuburi (CD), hexaedroni (HD), octaedroni (OD) și dodecaedroni. Atomii de carbon care alcătuiesc un cristal de diamant sunt legați covalent, cu lungimi de legătură de lungime egală, 0,15 nm. Diamantul este anisotrop, ceea ce înseamnă că multe dintre proprietățile sale sunt dependente direcțional.
Într -un tetraedru, atomii de carbon din centrul de simetrie au forțe de legare mai slabe, ceea ce face ca diamantul să fie susceptibil la clivaj acolo. În fețele tipice de cristal ale diamantului și a structurii flăcări ale grafitului, legăturile de carbon din foile de grafit au o lungime de 0,142 nm, ceea ce le face foarte puternice. Cu toate acestea, obligațiunile dintre foi au doar 0,335 nm, ceea ce face ca aceste obligațiuni lungi să fie foarte slabe. Acest lucru oferă grafit o lubrifiere excelentă. Cristalele de diamant sunt compuse din atomi de carbon, care sunt ținute împreună de legături covalente.