[碳(C)] - 化学元素，在线元素周期表

碳 (C)

透明（钻石）或黑色（石墨）

钻石（左）和石墨（右）是碳最常见的两种同素异形体。

基本信息

原子序数	6	英文名	Carbon
所属分类	活泼非金属	原子量	12.011 u
熔点	3642 °C	沸点	3642 °C
能级	2, 4	电负性	2.55
电子亲和能	153.9 kJ/mol	半径(计算法)	67 pm
电离能	第1电离能: 1086.5 kJ/mol 第2电离能: 2352.6 kJ/mol 第3电离能: 4620.5 kJ/mol 第4电离能: 6222.7 kJ/mol 第5电离能: 37831 kJ/mol 第6电离能: 47277.0 kJ/mol
密度(常规)	2260 kg/m³	硬度(布式)	N/A
体积模量	33 GPa	导热率	140 W/mK
宇宙存量百分比	0.50 %

碳作为一种至关重要的非金属元素，广泛分布于地球上的各类有机和无机物质之中，展现了诸多独特的性质与广泛的应用。在常温和常压下，碳以黑色晶体的形式存在，其固态结构多样，包括坚硬无比的钻石、层状结构的石墨以及球形分子团簇的富勒烯等。碳元素拥有高的熔点和熔化热，并且表现出优良的导电和导热性能，这是由于碳原子具有四个价电子，能够轻易与其他原子形成稳定的共价键，从而衍生出种类繁多的化合物。从用途角度来看，碳不仅构成了有机化合物的基础，是所有生命体不可或缺的核心元素，出现在各种食物如蔬菜、水果和肉类中，还在工业生产中发挥巨大作用，例如用于合成石油产品、塑料、橡胶、墨水和颜料等。同时，碳以煤炭、天然气和石油等形式成为了世界上最为重要的能源载体，为我们提供了大量的热能和电能供应。不仅如此，碳材料还在电子工业中占据一席之地，被用来制作蓄电池、电极、导体以及高效的吸附剂等高科技产品。在制备方面，碳可通过对煤炭和有机物质进行热解、炭化或氧化还原反应等方式得到，常见的工业化生产流程包括对煤炭进行加热、提纯和净化处理。关于安全问题，虽然碳元素本身对人类健康并无明显危害，但值得注意的是，某些碳化合物如碳酸盐和氰化物具有毒性，处理和使用这些化合物时应严格遵守安全操作规程。相反，像钻石和石墨这样的碳材料在正常情况下是稳定的并且不可燃，对人体无害。总体而言，在与碳相关的所有活动中，都应当充分关注和谨慎对待可能存在的安全隐患。

更多信息

电子排布	[He] 2s² 2p² 2, 4 碳的电子层（2, 4）
发现	古埃及人和苏美人（公元前3750年）
确认为化学元素	安东万·拉瓦锡（1789年）
物态	固体
密度	（接近室温）石墨：2.267 g·cm⁻³
升华点	3915 K，3642 °C，6588 °F
三相点	4600 K（4327 °C），10800 kPa
熔化热	117（石墨） kJ·mol⁻¹
比热容	6.155（钻石） 8.517（石墨） J·mol⁻¹·K⁻¹
氧化态	4, 3, 2, 1, 0, −1, −2, −3, −4
电负性	2.55（鲍林标度）
共价半径	77(sp³), 73(sp²), 69(sp) pm
范德华半径	170 pm
晶体结构	钻石（钻石，透明）六方（石墨，黑色）
磁序	反磁性
膨胀系数	（25 °C）0.8（钻石） µm·m⁻¹·K⁻¹
声速（细棒）	（20 °C）18350（钻石） m·s⁻¹
杨氏模量	1050（钻石） GPa
剪切模量	478（钻石） GPa
体积模量	442（钻石） GPa
泊松比	0.1（钻石）
莫氏硬度	10（钻石） 1-2（石墨）

元素列表

1号元素-氢(H) 2号元素-氦(He) 3号元素-锂(Li) 4号元素-铍(Be) 5号元素-硼(B) 6号元素-碳(C) 7号元素-氮(N) 8号元素-氧(O) 9号元素-氟(F) 10号元素-氖(Ne) 11号元素-钠(Na) 12号元素-镁(Mg) 13号元素-铝(Al) 14号元素-硅(Si) 15号元素-磷(P) 16号元素-硫(S) 17号元素-氯(Cl) 18号元素-氩(Ar) 19号元素-钾(K) 20号元素-钙(Ca) 21号元素-钪(Sc) 22号元素-钛(Ti) 23号元素-钒(V) 24号元素-铬(Cr) 25号元素-锰(Mn) 26号元素-铁(Fe) 27号元素-钴(Co) 28号元素-镍(Ni) 29号元素-铜(Cu) 30号元素-锌(Zn) 31号元素-镓(Ga) 32号元素-锗(Ge) 33号元素-砷(As) 34号元素-硒(Se) 35号元素-溴(Br) 36号元素-氪(Kr) 37号元素-铷(Rb) 38号元素-锶(Sr) 39号元素-钇(Y) 40号元素-锆(Zr) 41号元素-铌(Nb) 42号元素-钼(Mo) 43号元素-锝(Tc) 44号元素-钌(Ru) 45号元素-铑(Rh) 46号元素-钯(Pd) 47号元素-银(Ag) 48号元素-镉(Cd) 49号元素-铟(In) 50号元素-锡(Sn) 51号元素-锑(Sb) 52号元素-碲(Te) 53号元素-碘(I) 54号元素-氙(Xe) 55号元素-铯(Cs) 56号元素-钡(Ba) 57号元素-镧(La) 58号元素-铈(Ce) 59号元素-镨(Pr) 60号元素-钕(Nd) 61号元素-钷(Pm) 62号元素-钐(Sm) 63号元素-铕(Eu) 64号元素-钆(Gd) 65号元素-铽(Tb) 66号元素-镝(Dy) 67号元素-钬(Ho) 68号元素-铒(Er) 69号元素-铥(Tm) 70号元素-镱(Yb) 71号元素-镥(Lu) 72号元素-铪(Hf) 73号元素-钽(Ta) 74号元素-钨(W) 75号元素-铼(Re) 76号元素-锇(Os) 77号元素-铱(Ir) 78号元素-铂(Pt) 79号元素-金(Au) 80号元素-汞(Hg) 81号元素-铊(Tl) 82号元素-铅(Pb) 83号元素-铋(Bi) 84号元素-钋(Po) 85号元素-砹(At) 86号元素-氡(Rn) 87号元素-钫(Fr) 88号元素-镭(Ra) 89号元素-锕(Ac) 90号元素-钍(Th) 91号元素-镤(Pa) 92号元素-铀(U) 93号元素-镎(Np) 94号元素-钚(Pu) 95号元素-镅(Am) 96号元素-锔(Cm) 97号元素-锫(Bk) 98号元素-锎(Cf) 99号元素-锿(Es) 100号元素-镄(Fm) 101号元素-钔(Md) 102号元素-锘(No) 103号元素-铹(Lr) 104号元素-𬬻(Rf) 105号元素-𬭊(Db) 106号元素-𬭳(Sg) 107号元素-𬭛(Bh) 108号元素-𬭶(Hs) 109号元素-鿏(Mt) 110号元素-𫟼(Ds) 111号元素-𬬭(Rg) 112号元素-鿔(Cn) 113号元素-鿭(Nh) 114号元素-𫓧(Fl) 115号元素-镆(Mc) 116号元素-𫟷(Lv) 117号元素-鿬(Ts) 118号元素-鿫(Og)