物質は原子が色々に組み合わさってできており、その組み合わせや構造の状態を原子の配列という。 原子の配列によって、柔らかいもの、硬いもの、電気を良く通すもの、磁石になるもの、 など様々な性質が現れる。同じ炭素原子が集まったものでも、鉛筆の芯のように黒くて柔らかい物もあれば、ダイヤモンドのように固くて透明のものもある。その性質の違いは、炭素原子の配列の違いからくるもので、原子配列の構造を知ることは、物質の性質を研究する基本である。