O diamante e o grafite possuem exatamente a mesma composição química. Ambos são formados de carbono. Entretanto, as suas propriedades são muito distintas. O diamante é o mineral mais duro que conhecemos, tem aparência transparente e é isolante elétrico. Já o grafite é mole, escuro e bom condutor de eletricidade.
Tais diferenças devem-se as suas estruturas moleculares. No diamante, os átomos de carbono se ligam fortemente entre si formando uma grande e rígida estrutura espacial. Nesse tipo de ligação, chamada covalente, os carbonos compartilham os seus elétrons, ficando fortemente unidos. Já no grafite os carbonos se ligam covalentemente formando uma estrutura plana, que formam várias camadas como folhas sobrepostas. Essas camadas são ligadas entre si por interações eletrostáticas muito fracas (chamadas de Van der Waals). Isso faz com que o grafite seja facilmente desfeito. Quando desenhamos com um lápis algumas dessa camadas ficam simplesmente aderidas ao papel.
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