В том, что графит и алмаз состоят из атомов одного и того же элемента — углерода, можно убедиться при сжигании обоих веществ. В результате сгорания образуется только оксид углерода (IV). Доказано также, что при определённых условиях алмаз превращается в графит, а графит — в алмаз.
Алмаз и графит — два важнейших аллотропных видоизменения углерода. Алмаз обладает особой твёрдостью, а графит — вещество мягкое.
Особая твёрдость алмаза обусловлена его строением: в его кристаллической решётке каждый атом углерода связан ковалентными связями с четырьмя другими атомами, находящимися на одинаковых расстояниях от него. Эти связи по всем направлениям одинаково прочные.
В графите же атомы располагаются как бы слоями и расстояние между атомами, расположенными в разных слоях, гораздо больше, чем между атомами в одном слое. Соответственно и связи между атомами, находящимися в разных слоях, непрочные. Этим и объясняется резкое отличие физических свойств графита от физических свойств алмаза.