碳的元素符號(hào)是C，碳的原子量是12。碳在自然界中主要是以化合態(tài)存在的，少數(shù)的碳是以游離態(tài)的存在。碳的同素異形體比較多，常見的有金剛石，石墨及無(wú)定形碳等。金剛石，石墨及無(wú)定形碳和我們常見的碳從外形上看起來(lái)有著很大的形區(qū)，但是在與氧氣發(fā)生反應(yīng)燃燒后的結(jié)果都是二氧化碳。

碳的各種同素異形體的物理特性差異極大，例如鉆石是最堅(jiān)硬的天然物質(zhì)，而石墨則是最柔軟的物質(zhì)之一。

金剛石，金剛石是最為著名的一種碳的同素異形體，純凈的金剛石是一種無(wú)色透明的物質(zhì)，也是一種著名的寶石，帶有雜質(zhì)的 金剛石可以顯現(xiàn)出不同的顏色，金剛石一般晶體呈八面體形。

金剛石是相當(dāng)重的物質(zhì)，它的比 重是3.5,這就是說(shuō)它是同體積水重的3.5倍.金剛石十分的堅(jiān)硬,是一切天然出產(chǎn)的物質(zhì)里最為堅(jiān)硬的東西，因此要琢磨 金剛石，只能用別的金剛石或金剛石的粉末，由于金剛石的 這種性質(zhì)，它可以用來(lái)安裝在鉆探機(jī)的鉆頭上來(lái)鉆鑿堅(jiān)硬的 巖層，還可以用金鋼石來(lái)刻劃玻璃。

石墨是另一種碳的同素異形體，石墨松軟，不透明，呈灰黑色，細(xì)鱗片狀晶體，摸 起來(lái)有著比較滑膩的感覺，石墨比金剛石要輕很多，石墨的比重只有2.2。

與金剛石不同，石軟是一種天然存在的最軟的礦物之一，石墨由于比較柔軟光滑，所以機(jī)油中會(huì)加入少量的石墨，用來(lái)作為機(jī)器的潤(rùn)滑劑。

石墨有著金屬光澤，可以導(dǎo)電，所以石墨還被作來(lái)制造電極。

炭黑，也是一種常見的碳，炭黑是由于油脂，木材，石油等含碳的化合物在氧氣供給不充分的情況下燃燒后產(chǎn)生的，炭黑是一種極細(xì)的黑色的碳的粉末。

在制造橡膠時(shí)混入炭黑，可以增加橡膠制品的耐磨性能。

炭黑還是一種很好的黑色顏料。

木炭，這是我們最為常見的一種無(wú)定形碳，木炭是森柴在隔絕空氣的情況下強(qiáng)熱而制成的。

木炭有著很強(qiáng)的吸附能力，經(jīng)過(guò)特殊的處理可以制得活性炭，1克的活性碳的表面積可以達(dá)到500-700平方米，是一種吸附能力十分強(qiáng)的物質(zhì)。所以活性炭是一種常見的過(guò)濾材料?；钚蕴靠梢晕綒怏w，也可以吸附溶解在溶液中的一些物質(zhì)。

焦炭，焦炭是由煤在隔絕空氣的情況下強(qiáng)熱制得的。焦炭是一種淺灰色的多孔物質(zhì)，焦炭的質(zhì)地比較堅(jiān)更。

碳的各種同素異形體有著兩極化的異常特性：

富勒烯曾經(jīng)是新發(fā)現(xiàn)的奇異物質(zhì)，但今天已大量生產(chǎn)，受到了科學(xué)家的深入研究。富勒烯共包括巴基球、碳納米管、碳納米芽及碳納米纖維等。其他同素異形體還有：藍(lán)絲黛爾石、玻璃碳、碳納米泡沫及直鏈乙炔碳等等。

碳的物理性質(zhì)

物態(tài) 固體

密度 （接近室溫）

無(wú)定形：[3]1.8–2.1 g·cm?3

密度 （接近室溫）

鉆石：3.515 g·cm?3

密度 （接近室溫）

石墨：2.267 g·cm?3

升華點(diǎn) 3915 K，3642 °C，6588 °F

三相點(diǎn) 4600 K（4327 °C），10800[4][5] kPa

熔化熱 117（石墨） kJ·mol?1

比熱容 6.155（鉆石）

8.517（石墨） J·mol?1·K?1

蒸氣壓