[碳(C)] - 化學元素，線上元素週期表

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。

基本資訊

原子序數	6	英文名	Carbon
所屬分類	活泼非金属	原子量	12.011 u
熔點	3642 °C	沸點	3642 °C
能級	2, 4	電負性	2.55
電子親和能	153.9 kJ/mol	半徑（計算法）	67 pm
電離能	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（常規）	2260 kg/m³	硬度（布式）	N/A
體積模量	33 GPa	導熱率	140 W/mK
宇宙存量百分比	0.50 %

碳作為至關重要的非金屬元素，廣泛分佈於地球上的各類有機與無機物質之中，展現了許多獨特的性質與廣泛的應用。在常溫和常壓下，碳以黑色晶體的形式存在，其固態結構多樣，包括堅硬無比的鑽石、層狀結構的石墨以及球形分子團簇的富勒烯等。碳元素擁有高的熔點和熔化熱，並且表現出優良的導電和導熱性能，這是由於碳原子具有四個價電子，能夠輕易與其他原子形成穩定的共價鍵，從而衍生出種類繁多的化合物。從用途角度來看，碳不僅構成了有機化合物的基礎，是所有生命體不可或缺的核心元素，出現在各種食物如蔬菜、水果和肉類中，還在工業生產中發揮巨大作用，例如用於合成石油產品、塑膠、橡膠、墨水和顏料等。同時，碳以煤炭、天然氣和石油等形式成為了世界上最重要的能源載體，為我們提供了大量的熱能和電能供應。不僅如此，碳材料在電子工業中也佔有一席之地，被用來製作蓄電池、電極、導體以及高效率的吸附劑等高科技產品。在製備方面，碳可透過對煤炭和有機物質進行熱解、炭化或氧化還原反應等方式得到，常見的工業化生產流程包括對煤炭進行加熱、提純和淨化處理。關於安全問題，雖然碳元素本身對人類健康並無明顯危害，但值得注意的是，某些碳化合物如碳酸鹽和氰化物具有毒性，處理和使用這些化合物時應嚴格遵守安全操作規程。相反，像鑽石和石墨這樣的碳材料在正常情況下是穩定的且不可燃，對人體無害。整體而言，在所有與碳相關的活動中，都應充分注意並謹慎對待可能存在的安全隱患。

更多資訊

標準原子質量	12.011(1)
電子排布	[He] 2s² 2p² 2, 4 碳的電子層（2, 4）
發現	古埃及人和蘇美人（公元前3750年）
確認為化學元素	安東萬·拉瓦節（1789年）
物態	固體
密度	（接近室溫）石墨：2.267 g·cm⁻³
昇華點	3915 K，3642 °C，6588 °F
三相點	4600 K（4327 °C），10800 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
氧化態	4, 3, 2, 1, 0, −1, −2, −3, −4
電負性	2.55（鮑林標度）
共價半徑	77(sp³), 73(sp²), 69(sp) pm
范德華半徑	170 pm
晶體結構	鑽石（鑽石，透明）六方（石墨，黑色）
磁序	反磁性
膨脹系數	（25 °C）0.8（鑽石） µm·m⁻¹·K⁻¹
聲速（細棒）	（20 °C）18350（鑽石） m·s⁻¹
楊氏模量	1050（鑽石） GPa
剪切模量	478（鑽石） GPa
體積模量	442（鑽石） GPa
泊松比	0.1（鑽石）
莫氏硬度	10（鑽石） 1-2（石墨）

元素清單

1號元素-氫(H) 2號元素-氦(He) 3號元素-鋰(Li) 4號元素-鈹(Be) 5號元素-硼(B) 6號元素-碳(C) 7號元素-氮(N) 8號元素-氧(O) 9號元素-氟(F) 10號元素-氖(Ne) 11號元素-鈉(Na) 12號元素-鎂(Mg) 13號元素-鋁(Al) 14號元素-矽(Si) 15號元素-磷(P) 16號元素-硫(S) 17號元素-氯(Cl) 18號元素-氬(Ar) 19號元素-鉀(K) 20號元素-鈣(Ca) 21號元素-鈧(Sc) 22號元素-鈦(Ti) 23號元素-釩(V) 24號元素-鉻(Cr) 25號元素-錳(Mn) 26號元素-鐵(Fe) 27號元素-鈷(Co) 28號元素-鎳(Ni) 29號元素-銅(Cu) 30號元素-鋅(Zn) 31號元素-鎵(Ga) 32號元素-鍺(Ge) 33號元素-砷(As) 34號元素-硒(Se) 35號元素-溴(Br) 36號元素-氪(Kr) 37號元素-銣(Rb) 38號元素-鍶(Sr) 39號元素-釔(Y) 40號元素-鋯(Zr) 41號元素-鈮(Nb) 42號元素-鉬(Mo) 43號元素-鍀(Tc) 44號元素-釕(Ru) 45號元素-銠(Rh) 46號元素-鈀(Pd) 47號元素-銀(Ag) 48號元素-鎘(Cd) 49號元素-銦(In) 50號元素-錫(Sn) 51號元素-銻(Sb) 52號元素-碲(Te) 53號元素-碘(I) 54號元素-氙(Xe) 55號元素-銫(Cs) 56號元素-鋇(Ba) 57號元素-鑭(La) 58號元素-鈰(Ce) 59號元素-鐠(Pr) 60號元素-釹(Nd) 61號元素-鉕(Pm) 62號元素-釤(Sm) 63號元素-銪(Eu) 64號元素-釓(Gd) 65號元素-鋱(Tb) 66號元素-鏑(Dy) 67號元素-钬(Ho) 68號元素-鉺(Er) 69號元素-銩(Tm) 70號元素-鐿(Yb) 71號元素-鑥(Lu) 72號元素-鉿(Hf) 73號元素-鉭(Ta) 74號元素-鎢(W) 75號元素-錸(Re) 76號元素-鋨(Os) 77號元素-銥(Ir) 78號元素-鉑(Pt) 79號元素-金(Au) 80號元素-汞(Hg) 81號元素-鉈(Tl) 82號元素-鉛(Pb) 83號元素-鉍(Bi) 84號元素-釙(Po) 85號元素-砹(At) 86號元素-氡(Rn) 87號元素-鈁(Fr) 88號元素-鐳(Ra) 89號元素-錒(Ac) 90號元素-釷(Th) 91號元素-鏷(Pa) 92號元素-鈾(U) 93號元素-鎿(Np) 94號元素-鈈(Pu) 95號元素-鎇(Am) 96號元素-鋦(Cm) 97號元素-錇(Bk) 98號元素-鐦(Cf) 99號元素-鎄(Es) 100號元素-鐨(Fm) 101號元素-鍆(Md) 102號元素-鍩(No) 103號元素-鐒(Lr) 104號元素-鑪(Rf) 105號元素-𨧀(Db) 106號元素-𨭎(Sg) 107號元素-𨨏(Bh) 108號元素-𨭆(Hs) 109號元素-䥑(Mt) 110號元素-鐽(Ds) 111號元素-錀(Rg) 112號元素-鎶(Cn) 113號元素-鉨(Nh) 114號元素-鈇(Fl) 115號元素-鏌(Mc) 116號元素-鉝(Lv) 117號元素-鿬(Ts) 118號元素-鿫(Og)