碳

碳是一种非金属元素，位于

碳在史前就已被发现，炭黑和煤是人类最早使用碳的形式。

碳

钻石大约在公元前2500年被中国熟知，同时煤作为碳的形式在罗马时代被使用的化学方式和现代一样：通过在一个椎体建筑物中加热被黏土覆盖的木材来排除空气。在1722年，René Antoine Ferchault de Réaumur证明铁通过吸收一些物质能变成钢，这种物质就是现在熟知的碳。在1772年，安东尼·拉瓦锡表明钻石是碳的一种存在形式，当他将一些钻石和煤的样品燃烧时，发现他们都不生成水，并且每克的钻石和煤所产生的二氧化碳的量是相等的。在1779年，卡尔·威廉·舍勒表明一度被认为是铅的存在形式的石墨实质上是混杂了少量铁的碳的混合物，并且他给了当用硝酸氧化时，产物的名字空气中的酸（"aerial acid"），即二氧化碳。在1786年，法国化学家Claude Louis Berthollet，Gaspard Monge 和 C. A. Vandermonde通过利用拉瓦锡处理钻石的方法将石墨氧化，证明了石墨几乎全部由碳组成。1789年，

碳存在于自然界中(如以金刚石和石墨形式)，是煤、石油、沥青、石灰石和其它碳酸盐以及一切有机化合物的最主要的成分，在地壳中的含量约0.027%。碳是占生物体干重比例最多的一种元素。碳还以二氧化碳的形式在地球上循环于大气层与平流层。在大多数的天体及其大气层中都存在有碳。

金刚石和石墨史前人类就已经知道。富勒烯则于1985年被发现，此后又发现了一系列排列方式不同的碳单质。同位素碳14由美国科学家马丁·卡门和塞缪尔·鲁宾于1940年发现。

同位素

现代已知的同位素共有十五种，有碳8至碳22，其中碳12和碳13属稳定型，其余的均带放射性，当中碳14的半衰期长达5730年，其他的为稳定同位素。在地球的自然界里，碳12在所有碳的含量占98.93%，碳13则有1.07%。C的原子量取碳12、13两种同位素丰度加权的平均值，一般计算时取12.01。碳12是国际单位制中定义摩尔的尺度，以12克碳12中含有的原子数为1摩尔。碳14由于具有较长的半衰期，衰变方式为β衰变，碳14原子转变为氮原子且碳是有机物的元素之一，生物在生存的时候，由于需要呼吸，其体内的碳14含量大致不变，生物死去后会停止呼吸，此时体内的碳14开始减少。人们可透过倾测一件古物的碳14含量，来估计它的大概年龄，这种方法称之为碳定年法。

备注：画上#号的数据代表没有经过实验的证明，只是理论推测而已，而用括号括起来的代表数据不确定性。

同素异形体

一些碳的同素异形体

金刚石

金刚石供应链被有权利的贸易集团控制在有限数量上，并且高度集中在世界上很小的区域内。（如右图）只有非常少量的矿藏有实际价值。在将矿石粉碎期间必须采取护理措施防止在此过程中金刚石遭到破损，并随后将金刚石按照密度顺序排序。在当今借助X射线将钻石按照富集密度分级之前，过程中最后的分拣步骤都是靠手工完成的。在借助X射线操作成为了家常便饭之前，分离是通过涂有油膏的皮带完成的，钻石比其他矿物更有粘附能力。

石墨

有商业价值的石墨沉积在世界各地都有，但最重要的经济来源是在中国、印度、巴西和朝鲜。在Borrowdale , Cumberland , England的石墨沉积是首先达到了足够的大小和纯度，在19世纪前，铅笔通过简单地用木条将天然石墨锯条包裹而成。二十一世纪后，小的石墨沉积通过粉碎母岩并使轻质的石墨浮出水面获得。

碳对于现有已知的所有生命系统都是不可或缺的，没有它，生命不可能存在。

除食物和木材以外的碳的主要经济利用是烃（最明显的是石油和天然气）的形式。原油由石化行业在炼油厂通过分馏过程来生产其他商品，包括汽油和煤油。

纤维素是一种天然的含碳的聚合物，从棉、麻、亚麻等植物中获取。纤维素在植物中的主要作用的维持植物本身的结构。来源于动物的具有商业价值的聚合物包括羊毛、羊绒、丝绸等都是碳的聚合物，通常还包括规则排列在聚合物主链的氮原子和氧原子。

碳及其化合物多种多样。碳还能与铁形成合金，最常见的是碳素钢；石墨和黏土混合可以制用于书写和绘画的铅笔芯，石墨还能作为润滑剂和颜料，作为玻璃制造的成型材料，用于电极和电镀、电铸，电动马达的电刷，也是核反应堆中的中子减速材料；焦炭可以用于烧烤、绘图材料和炼铁工业；宝石级金刚石可作为首饰，工业用金刚石用于钻孔、切割和抛光，以及加工石头和金属的工具。