碳是元素周期表上带有符号C的原子序数为6的元素。这种非金属元素是生物体化学的关键，主要是因为它的四价态，使它能够与其他原子形成四个共价化学键。以下是关于这个重要而有趣的元素的事实。

碳基本事实

原子序数：6

符号:C

原子量：12.011

发现：碳在自然界中是自由存在的，从史前时代起就已经为人所知。已知最早的形式是木炭和煤烟。钻石在中国至少早在公元前2500年就为人所知。罗马人知道如何用木炭在有盖的容器中加热以排除空气。勒内·安托万·费肖尔特·德·雷奥穆尔（RenéAntoine Ferchault de Réaumur）在1722年通过吸收碳将铁转化为钢。1772年，安托万·拉瓦锡（Antoine Lavoisier）通过加热钻石和木炭并测量每克释放的二氧化碳，证明钻石是碳。

电子构型：[He]2s22p2

词源：拉丁语carbo，德语Kohlenstoff，法语carbone:coal或carbon

同位素：碳有七种天然同位素。1961年，国际纯化学和应用化学联合会采用同位素碳-12作为原子量的基础。碳-12占天然碳的98.93%，而碳-13占其他1.07%。生化反应优先使用碳-12而不是碳-13。碳-14是一种天然存在的放射性同位素。它是宇宙射线与氮相互作用时在大气中产生的。由于它的半衰期很短（5730年），岩石中几乎没有同位素，但衰变可以用于生物的放射性碳年代测定。已知十五种碳同位素。

性质：碳在自然界中以三种同素异形体的形式自由存在：无定形（油烟、白炭黑）、石墨和金刚石。第四种形式“白色”碳被认为是存在的。碳的其他同素异形体包括石墨烯、富勒烯和玻碳。金刚石是最硬的物质之一，具有高熔点和高折射率。另一方面，石墨非常柔软。碳的性质在很大程度上取决于它的同素异形体。

用途：碳形成多种多样的化合物，用途无限。成千上万的碳化合物是生命过程的组成部分。钻石是珍贵的宝石，用于切割、钻孔和轴承。石墨被用作熔化金属的坩埚、铅笔、防锈、润滑，以及减缓原子裂变中子的慢化剂。无定形碳用于去除味道和气味。

元素分类：非金属

毒性：纯碳被认为是无毒的。它可以作为木炭或石墨食用，也可以用来制备纹身墨水。然而，吸入碳会刺激肺组织，并可能导致肺部疾病。碳对生命至关重要，因为它是蛋白质、核酸、碳水化合物和脂肪的组成部分。

资料来源：碳是宇宙中第四丰富的元素，仅次于氢、氦和氧。它是地壳中第15个最丰富的元素。这种元素通过三重阿尔法过程在巨星和超巨星中形成。当恒星以超新星的形式消亡时，碳会因爆炸而分散，成为新恒星和行星中物质的一部分。

碳物理数据

密度（g/cc）：2.25（石墨）

熔点（K）：3820

沸点（K）：5100

外观：致密，黑色（炭黑）

原子体积（cc/mol）：5.3

离子半径：16（+4e）260（-4e）

比热（@20°C J/g mol）：0.711

德拜温度（°K）：1860.00

鲍林负数：2.55

第一电离能（kJ/mol）：1085.7

氧化状态：4，2，-4

晶格结构：对角线

晶格常数（Å）：3.570

晶体结构：六方

电负性：2.55（鲍林标度）

原子半径：70 pm

原子半径（计算）：67 pm

共价半径：77 pm

范德瓦尔斯半径：下午170

磁序：抗磁性

导热系数（300K）（石墨）：（119-165）W·m−1·K−1.

导热系数（300K）（金刚石）：（900-2320）W·m−1·K−1.

热扩散率（300 K）（菱形）：（503–1300）mm²/s

莫氏硬度（石墨）：1-2

莫氏硬度（钻石）：10.0

CAS注册号：7440-44-0

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来源

• 戴明，安娜（2010）。“元素之王？”。纳米技术。21 (30): 300201. 内政部：10.1088/0957-4484/21/30/300201
• 利德，D.R.，编辑（2005年）。CRC化学和物理手册（第86版）。博卡拉顿（佛罗里达）：华润出版社。ISBN 0-8493-0486-5。
• 罗伯特·韦斯特（1984年）。CRC，化学和物理手册。佛罗里达州博卡拉顿：化学橡胶公司出版。第E110页。ISBN 0-8493-0464-4。