A kristályos anyagok a rácspontokban elhelyezkedőrészecskék és a közöttük kialakuló kölcsönhatások szerint csoportosíthatók (19. táblázat).

 

 

A kristályok egy adott rácstípuson belül (fémrács, ionrács stb.) is különbözhetnek, mégpedig a felépítő részecskék térbeli elrendeződésében. Az elemi cella a térrács azon legkisebbegysége, amelynek szabályos, periodikus ismétlődéseivel a kristályrács felépül. Az egyszerű elemi cellában a részecskék a térbeli alakzatnak (pl. kocka) csak a csúcsait foglalják el, míg más elemi cellákban a térbeli alakzatok lapjain és belsejében is előfordulnak a rácsot felépítő részecskék (56. ábra).

 

 

 

 

A gyémántban az sp3 hibridállapotú szénatomok tetraéderes irányultságú szigma-kötésekkel kialakuló térrácsot alkotnak. A gyémánt színtelen, rendkívül kemény anyag és az elektromos áramot nem vezeti. A grafit sp2 hibridállapotú szénatomjai három σ- és egy π-kötést létesítenek egymással. A σ-kötések egy síkban helyezkednek el, ezáltal olyan szénatomokból álló rétegek jönnek létre, amelyeket delokalizált π-elektronok tartanak össze. A grafit fekete színű, kis sűnűségű, lágy anyag, és az elektromos áramot jól vezeti. Sokáig azt gondolták, hogy a szénnek csak a gyémánt és a grafit a stabilis módosulata. 1985-ben azonban felfedezték a fulleréneket, és előállították a C60 fullerént. A C60 szénmódosulatot öt- és hattagú, egymással kapcsolódó szénatomokból álló gyűrűk építik fel, futball-labdaszerű alakzatot kialakítva. A fullerének felismerésének elméleti és gyakorlati jelentőségére utal, hogy a felfedezésben úttörő szerepetjátszó kutatók: Robert F. Curl, Harold Kroto és Richard F. Smalley munkáját 1996-ban a kémiai Nobel-díjjal ismerték el. Ma már számos fullerén szerkezete ismert (С70, С76, C84 stb.), ami a szén nagyszámú allotrop módosulatának létezésére utal (l. Gergely-Penke-Tóth: Szerves és bioorganikus kémia, Alliter, 2002).