碳   6C
氫(非金屬)
氦(惰性氣體)
鋰(鹼金屬)
鈹(鹼土金屬)
硼(類金屬)
碳(非金屬)
氮(非金屬)
氧(非金屬)
氟(鹵素)
氖(惰性氣體)
鈉(鹼金屬)
鎂(鹼土金屬)
鋁(貧金屬)
矽(類金屬)
磷(非金屬)
硫(非金屬)
氯(鹵素)
氬(惰性氣體)
鉀(鹼金屬)
鈣(鹼土金屬)
鈧(過渡金屬)
鈦(過渡金屬)
釩(過渡金屬)
鉻(過渡金屬)
錳(過渡金屬)
鐵(過渡金屬)
鈷(過渡金屬)
鎳(過渡金屬)
銅(過渡金屬)
鋅(過渡金屬)
鎵(貧金屬)
鍺(類金屬)
砷(類金屬)
硒(非金屬)
溴(鹵素)
氪(惰性氣體)
銣(鹼金屬)
鍶(鹼土金屬)
釔(過渡金屬)
鋯(過渡金屬)
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鉬(過渡金屬)
鎝(過渡金屬)
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銠(過渡金屬)
鈀(過渡金屬)
銀(過渡金屬)
鎘(過渡金屬)
銦(貧金屬)
錫(貧金屬)
銻(類金屬)
碲(類金屬)
碘(鹵素)
氙(惰性氣體)
銫(鹼金屬)
鋇(鹼土金屬)
鑭(鑭系元素)
鈰(鑭系元素)
鐠(鑭系元素)
釹(鑭系元素)
鉕(鑭系元素)
釤(鑭系元素)
銪(鑭系元素)
釓(鑭系元素)
鋱(鑭系元素)
鏑(鑭系元素)
鈥(鑭系元素)
鉺(鑭系元素)
銩(鑭系元素)
鐿(鑭系元素)
鎦(鑭系元素)
鉿(過渡金屬)
鉭(過渡金屬)
鎢(過渡金屬)
錸(過渡金屬)
鋨(過渡金屬)
銥(過渡金屬)
鉑(過渡金屬)
金(過渡金屬)
汞(過渡金屬)
鉈(貧金屬)
鉛(貧金屬)
鉍(貧金屬)
釙(貧金屬)
砈(類金屬)
氡(惰性氣體)
鍅(鹼金屬)
鐳(鹼土金屬)
錒(錒系元素)
釷(錒系元素)
鏷(錒系元素)
鈾(錒系元素)
錼(錒系元素)
鈽(錒系元素)
鋂(錒系元素)
鋦(錒系元素)
鉳(錒系元素)
鉲(錒系元素)
鑀(錒系元素)
鐨(錒系元素)
鍆(錒系元素)
鍩(錒系元素)
鐒(錒系元素)
鑪(過渡金屬)
𨧀(過渡金屬)
𨭎(過渡金屬)
𨨏(過渡金屬)
𨭆(過渡金屬)
䥑(預測為過渡金屬)
鐽(預測為過渡金屬)
錀(預測為過渡金屬)
鎶(過渡金屬)
鉨(預測為貧金屬)
鈇(貧金屬)
鏌(預測為貧金屬)
鉝(預測為貧金屬)
Ts(預測為鹵素)
Og(預測為惰性氣體)
-



外觀
透明(鑽石)或黑色(石墨)


碳的光譜線
概況
名稱·符號·序數碳(Carbon)·C·6
元素類別非金屬
·週期·14 ·2·p
標準原子質量12.011(1)
電子排布

[He] 2s2 2p2
2, 4

碳的电子層(2, 4)
歷史
發現古埃及人和蘇美[1](公元前3750年)
確認為化學元素安東萬·拉瓦節[2](1789年)
物理性質
物態固體
密度(接近室温
無定形:[3]1.8–2.1 g·cm−3
密度(接近室温)
鑽石:3.515 g·cm−3
密度(接近室温)
石墨:2.267 g·cm−3
昇華點3915 K,3642 °C,6588 °F
三相點4600 K(4327 °C),10800[4][5] kPa
熔化熱117(石墨) kJ·mol−1
比熱容6.155(鑽石)
8.517(石墨) J·mol−1·K−1
蒸汽壓
原子性質
氧化態4, 3[6], 2, 1[7], 0, −1, −2, −3, −4[8]
電負性2.55(鲍林标度)
電離能

第一:1086.5 kJ·mol−1
第二:2352.6 kJ·mol−1
第三:4620.5 kJ·mol−1

更多
共價半徑77(sp³), 73(sp²), 69(sp) pm
范德華半徑170 pm
雜項
晶體結構

钻石


(鑽石,透明)

六方

碳具有六方晶体结构

(石墨,黑色)
磁序反磁性[9]
熱導率900-2300(鑽石)
119-165(石墨) W·m−1·K−1
膨脹係數(25 °C)0.8(鑽石)[10] µm·m−1·K−1
聲速(細棒)(20 °C)18350(鑽石) m·s−1
楊氏模量1050(鑽石)[10] GPa
剪切模量478(鑽石)[10] GPa
體積模量442(鑽石)[10] GPa
泊松比0.1(鑽石)[10]
莫氏硬度10(鑽石)
1-2 (graphite)
CAS號7440-44-0
最穩定同位素

主条目:碳的同位素

同位素丰度半衰期 (t1/2)衰變
方式能量MeV產物
11C人造20分鐘β+0.96B
12C98.9%穩定,帶6個中子
13C1.1%穩定,帶7個中子
14C痕量5730β0.15 0N

Carbon,拉丁文意為煤炭)是一種化學元素,符號為C原子序数為6,位於元素週期表中的IV A族,屬於非金屬。每個碳原子有四顆能夠進行鍵合的電子,因此其化合價通常為4。自然產生的碳由三種同位素組成:12C13C為穩定同位素,而14C則具放射性,其半衰期約為5,730年。[11]碳是少數幾個自遠古就被發現的元素之一(見化學元素發現年表)。[12]

碳的同素異形體有數種,最常見的包括:石墨鑽石無定形碳[13]這些同素異形體之間的物理性質,包括外表、硬度電導率等等,都具有極大的差異。在正常條件下,鑽石、碳納米管石墨烯熱導率是已知材質中最高的。

所有碳的同素異形體在一般條件下都呈固态,其中石墨的熱力學穩定性最高。它們不易受化學侵蝕,甚至連都要在高溫下才可與其反應。碳在無機化合物中最常見的氧化態為+4,並在一氧化碳過渡金屬羰基配合物中呈+2態。無機碳主要來自石灰石白雲石二氧化碳,但也大量出現在泥炭石油甲烷水合物等有機礦藏中。碳是所有元素中化合物种类最多的,目前有近一千萬種已記錄的純有機化合物,但這只是理論上可以存在的化合物中的冰山一角。[14]

碳的豐度在地球地殼中排列第15(见地球的地殼元素豐度列表),並在全宇宙中排列第4(见化學元素豐度),名列之下。由於碳元素極為充沛,再加上它在地球環境下所能產生的聚合物種類極為繁多,因此碳是地球上所有生物的化學根本。[15]

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