|----- !colspan="2" bgcolor="#a0ffa0"|总体特性 |----- |
名称,
符号,
序号 |碳、C、6 |----- |系列 |
非金属 |----- |
族,
周期,
元素分区 |
14族(IVA),
2,
p |----- |
密度、
硬度 |2267 kg/m
3、
0.5 (
石墨)
10.0 (
钻石) |----- |
颜色和外表 |黑色（石墨）
无色（钻石）
|----- |
地壳含量 |0.09% |----- !colspan="2" bgcolor="#a0ffa0"|原子属性 |----- |
原子量 |12.0107
原子量单位 |----- |
原子半径（计算值） |70（67）
pm |----- |
共价半径 |77 pm |----- |
范德华半径 |170 pm |----- |
电子构型 |[
氦]2s
22p
2 |----- |
电子在每
能级的排布 |2，4 |----- |
氧化价（氧化物） |
4，2（弱酸性） |----- |
晶体结构 |六方（石墨）
立方（钻石） |----- !colspan="2" bgcolor="#a0ffa0"|物理属性 |----- |
物质状态 |
固态（
反磁性） |----- |
熔点 |3773
K（3550
°C） |----- |
沸点 |5100 K（4827 °C） |----- |
摩尔体积 |5.29
×10
-6m
3/mol |----- |
汽化热 |355.8
kJ/mol（升华） |----- |
熔化热 |无数据（升华） |----- |
蒸气压 |0
帕 |----- |
声速 |18350
m/s |----- !colspan="2" bgcolor="#a0ffa0"|其他性质 |----- |
电负性 |2.55（
鲍林标度） |----- |
比热 |710
J/(kg·K) |----- |
电导率 |0.061×10
-6/(米
欧姆) |----- |
热导率 |129 W/(m·K) |----- |第一
电离能||1086.5 kJ/mol |----- |第二电离能||2352.6 kJ/mol |----- |第三电离能||4620.5 kJ/mol |----- |第四电离能||6222.7 kJ/mol |----- |第五电离能||37831 kJ/mol |----- |第六电离能||47277.0 kJ/mol |----- !colspan="2" bgcolor="#a0ffa0"|最稳定的同位素 |----- |colspan="2"|
|----- !colspan="2" bgcolor="#a0ffa0"|
在没有特别注明的情况下使用的是
国际标准基准单位单位和标准气温和气压碳是一种
非金属元素，位于
元素周期表的
第二周期IVA族。它的
化学符号是
C，它的
原子序数是6，
电子构型为
He2s2p。碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物——
有机物更是生命的根本。
拉丁语为
Carbonium，意为“煤，木炭”。汉字“碳”字由木炭的“炭”字加表固体非金属元素的石字旁构成，从'字音。
性状
碳单质通常是无臭无味的
固体。单质碳的物理和化学性质取决于它的
晶体结构，外观、
密度、
熔点等各自不同。 碳的
单质已知以多种
碳同素异形体的形式存在：
- 石墨
- 钻石（金刚石）
- 富勒烯（Fullerenes，也被称为巴基球或足球烯）
- 无定形碳（Amorphous，不是真的异形体,内部结构是石墨）
- 碳纳米管（Carbon nanotube）
- 蓝丝黛尔石（Lonsdaleite，与钻石有相同的键型，但原子以六边形排列，也被称为六角金刚石）
- 赵石墨（Chaoite，石墨与陨石碰撞时产生，具有六边形图案的原子排列）
- 汞黝矿结构（Schwarzite，由于有七边形的出现，六边形层被扭曲到“负曲率”鞍形中的假想结构）
- 纤维碳（Filamentous carbon，小片堆成长链而形成的纤维）
- 碳气凝胶（Carbon aerogels，密度极小的多孔结构，类似于熟知的硅气凝胶）
- 碳纳米泡沫（Carbon nanofoam，蛛网状，有分形结构，密度是碳气凝胶的百分之一，有铁磁性）
最常见的两种单质是高硬度的钻石和柔软滑腻的石墨，它们晶体结构和键型都不同。金刚石每个碳都是四面体4配位，类似脂肪族化合物；石墨每个碳都是三角形3配位，可以看作无限个苯环稠合起来。
常温下单质碳的化学性质比较稳定，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂。
同位素
目前已知的
同位素共有十二种，有碳8至碳19，其中
碳12和
碳13属稳定型，其余的均带放射性，当中
碳14的
半衰期长达五千多年，其他的均全不足半小时。
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，被广泛用来测定古物的年代。
成键
碳原子一般是四价的，这就需要4个单电子，但是其基态只有2个单电子，所以成键时总是要进行
杂化。最常见的杂化方式是sp杂化，4个价电子被充分利用，平均分布在4个轨道里，属于等性杂化。这种结构完全对称，成键以后是稳定的
σ键，而且没有孤电子对的排斥，非常稳定。金刚石中所有碳原子都是这种以此种杂化方式成键。烷烃的碳原子也属于此类。
根据需要，碳原子也可以进行sp或sp杂化。这两种方式出现在成重键的情况下，未经杂化的p轨道垂直于杂化轨道，与邻原子的p轨道成π键。烯烃中与双键相连的碳原子为sp杂化。
由于sp杂化可以使原子共面，当出现多个双键时，垂直于分子平面的所有p轨道就有可能互相重叠形成
共轭体系。
苯是最典型的共轭体系，它已经失去了双键的一些性质。石墨中所有的碳原子都处于一个大的共轭体系中，每一个片层有一个。
化合物
碳的化合物中，只有以下化合物属于
无机物：
其它含碳化合物都是
有机化合物。由于碳原子形成的键都比较稳定，有机化合物中碳的个数、排列以及取代基的种类、位置都具有高度的随意性，因此造成了有机物数量极其繁多这一现象，目前人类发现的化合物中有机物占绝大多数。有机物的性质与无机物大不相同，它们一般可燃、不易溶于水，反应机理复杂，现已形成一门独立的分科
有机化学。
分布
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。
-->