碳 Carbon


碳(Carbon)是一种化学元素,其化学符号为C,原子序数为6,原子量为12.011u,位于元素周期表中的IVA族,属于非金属。每个碳原子有四颗能够进行键合的电子,因此其化合价通常为4。自然产生的碳由三种同位素组成:12C和13C为稳定同位素,而14C则具放射性,其半衰期约为5730年。碳是少数几个自远古就被发现的元素之一(见化学元素发现年表)。


碳的同素异形体有数种,最常见的包括:石墨、钻石及无定形碳。这些同素异形体之间的物理性质,包括外表、硬度、电导率等等,都具有极大的差异。在正常条件下,钻石、碳纳米管和石墨烯的热导率是已知材质中最高的。


所有碳的同素异形体在一般条件下都呈固态,其中石墨的热力学稳定性最高。它们不易受化学侵蚀,甚至连氧都要在高温下才可与其反应。碳在无机化合物中最常见的氧化态为+4,并在一氧化碳及过渡金属羰基配合物中呈+2态。无机碳主要来自石灰石、白云石和二氧化碳,但也大量出现在煤、泥炭、石油和甲烷水合物等有机矿藏中。碳是所有元素中化合物种类最多的,目前有近一千万种已记录的纯有机化合物,但这只是理论上可以存在的化合物中的冰山一角。