Dem Element Kohlenstoff kommt in der Chemie sowie im Alltag ein große Bedeutung zu. Er kommt sowohl in freiem als auch in gebundenem Zustand in großen Mengen in der Natur vor.

Der reine Kohlenstoff tritt in zwei nahezu gegensätzlichen Erscheinungsformen (bzw. Modifikationen) auf, als Diamant und als Graphit.

Diamanten findet man in der Natur im Gestein alter Vulkanschlote und in deren Verwitterungsschutt. Die ersten Diamanten wurden 1866 in Südafrika am Oranje-Fluß gefunden. Kurz darauf brach ein regelrechtes Diamantenfieber aus. Abenteurer aus der ganzen Welt strömten herbei. Zunächst entstanden einige Schürfstellen, dann entdeckte man die diamanthaltigen Vulkanschlote, deren blauschwarzes Erz als Kimberlit bezeichnet wird. Von diesem diamanthaltigen Kimberlit waren die Diamantschürfer so besessen, daß sie in 40 Jahren mit Hacke und Schaufel ein 400m tiefes, rundes Loch buddelten, das Big Hole. Heute wird das Erz in Diamantenminen bergmännisch abgebaut. Dabei werden aus 22.000 Tonnen Erz ungefähr 1.600g Rohdiamanten gewonnen.

Die Gewichtseinheit für Diamanten ist das Karat. Das Wort kommt aus dem Arabischen und bezeichnet den Samen des Johannisbrotbaums. Die getrockneten Samenkerne verwendete man früher zum Abwiegen von Gold und Diamanten. Heute ist 1 Karat international auf 0,2g festgelegt. Der größte Rohdiamant, der jemals gefunden wurde, wog 3106 Karat. Es ist der Cullinan, der seinen Namen nach dem Besitzer der Diamantenmine bekam.

Seit 1953 gelingt es, Diamantkristalle synthetisch aus Graphit herzustellen. Dabei werden extrem hohe Drücke benötigt. Diese synthetischen Diamanten sind allerdings nicht annähernd so groß und schön wie ihre natürlichen Vorbilder. Sie haben einen Durchmesser von höchstens 1mm.

Natürlicher Graphit kommt in größeren Mengen in verschiedenen Lagerstätten vor, die man vor allem auf der Insel Madagaskar, in Korea, in Simbabwe und in Ostsibirien findet. Erhitzt man Kohle, Erdöl oder Erdgas bei Temperaturen zwischen 600-3000°C, entsteht Kunstgraphit. Diesen künstlichen Graphit gibt es in verschiedenen Formen, unter anderem als Pyrokohlenstoff, Ruß oder Aktivkohle. Künstlicher Graphit ist chemisch sehr widerstandsfähig und läßt sich deshalb vielfältig verwenden.

Graphit und Diamant haben sehr unterschiedliche Eigenschaften. Da jedoch beide nur aus Kohlenstoffatomen bestehen, muß der Grund für die unterschiedlichen Eigenschaften in der Anordnung der Atome zu suchen sein.