A grafitban a szénatomok másképp kapcsolódnak egymással. A grafit a szénnek egy másik allotróp módosulata.

Egy elemnek többféle molekulaszerkezetű vagy különböző rácstípusú változatban való előfordulását allotrópiának nevezzük.

A grafit szürkés színű, a gyémántnál alacsonyabb olvadáspontú anyag. Zsíros tapintású, a papíron nyomot hagy, vagyis puha. E tulajdonsága alapján használják fel íróeszközök gyártására. Az iparban elektródokat készítenek belőle (a közismert zsebtelepek is tartalmaznak apró grafitrudakat), mivel az elektromos áramot vezeti - szemben a gyémánttal, ami szigetelő -, viszont a grafitnak sincs oldószere.

A grafit rétegrácsa A grafitban egy szénatom három másik szénatommal kapcsolódik egyszeres kovalens kötéssel.

A kovalens kötéssel összekötött szénatomok így egy síkot képeznek, amelyben szabályos hatszögek alakulnak ki.

Ezek a rétegek egymáshoz párhuzamosan rendeződve alkotják a grafit térbeli rácsát. Két réteg azonban jóval távolabb van egymástól, mint két-két szénatom a síkon belül. Grafit szerkezete

A rétegek közötti kapcsolat gyengébb, mint a kovalens kötés. A szénatomok negyedik elektronja létesíti ezt. Ezek az elektronok nem két-két atom között tartják az összeköttetést, hanem belőlük a rétegek között könnyen elmozdulni képes "elektronfelhő" alakul ki, amely nem engedi szétválni egymástól a "szénlemezeket".

Azt a kémiai kötést, mely nem két atomhoz kötött delokalizáltnak nevezzük (lokalizált = helyhez kötött, a "de" előtag fosztóképző).

A könnyen elmozduló elektronfelhővel magyarázható, hogy a grafit vezeti az elektromos áramot. A réteges szerkezet felel a puhaságért is. A ceruza papírra nyomásakor a nyomóerő hatására a rétegek mentén válik el a papírra tapadó grafit a ceruzabél többi részétől.

A szén valamennyi változata közül a legkülönlegesebbek, és a legújabban felfedezettek az úgynevezett fullerének. Ezeknek a világűrben régóta létező, mára már mesterségesen is előállított szénmódosulatoknak a legszabályosabbika tökéletesen emlékeztet egy focilabdára. A 60 szénatomból álló golyó felszínén a szénatomok közötti kötések öt-, illetve hatszögeket alkotnak, pontosan olyan elrendezésben, mint az a focilabdákon megfigyelhető. Ezek a borzasztóan kemény kis golyók tulajdonképpen a grafit rácsához hasonló elektronfelhőbe burkolóznak kívülről és belülről egyaránt. Az elektronok nem tudnak kiszabadulni, viszont kiválóan alkalmasak fématomok "megőrzésére". A tudósok nagy fantáziát látnak ezekben a szénből készült focilabdákban.

A fullerének színe - attól függően, hogy milyen vastagságú rétegben állították elő - a barnától a feketéig változik. A szénnek e molekularácsos módosulatai nem oldhatatlanok. A víz nem, de szerves oldószerek közül egyesek kitűnően oldják. Benzolos oldatuk például lilásvörös színű.