Demantur og grafít eru báðir allotropes af kolefnis. Þrátt fyrir að báðir séu samsettir úr kolefnisatómum er atómskipulag þeirra allt öðruvísi. Þegar kolefnisatóm myndar samgild tengi við kolefnisatóm í kring eru tvær mismunandi tengingar. Í tígli er kolefnisatómunum raðað í venjulegu tetrahedral mynstri, en í grafít er kolefnisatómunum raðað í sexhyrndum lögum.
Seint á 18. öld benti Lavoisier demantur sem kristallað form kolefnis, en kristalbygging demants var fyrst ákvörðuð af Bragg árið 1913. Hann geislaði demantur með x - geisla og fékk ljósmynd af x - geislademamynstri.
Auk tetrahedrons eru náttúrulegir demantar einnig teninga (CD), Hexahedrons (HD), Octahedrons (OD) og Dodecahedrons. Kolefnisatómin sem mynda tígulkristal eru tengdar samgildir, með tengslengd af jöfnum lengd, 0,15 nm. Diamond er anisotropic, sem þýðir að margir eiginleikar þess eru stefnuháðir.
Í tetrahedron hafa kolefnisatómin í miðju samhverfu veikari tengingarkrafta, sem gerir tígul næman fyrir klofningu þar. Í dæmigerðum kristal andlitum demants og flagnandi uppbyggingu grafíts, hafa kolefnisbönd innan grafítblöðanna 0,142 nm lengd, sem gerir þau mjög sterk. Samt sem áður eru tengslin milli blöðanna aðeins 0,335 nm að lengd, sem gerir þessi löng tengsl mjög veik. Þetta gefur grafít framúrskarandi smurningu. Demantkristallar eru samsettir úr kolefnisatómum, sem eru haldin saman með samgildum tengslum.