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分析:
碳的发现历史
碳可以说是人类最早接触到的元素之一，也是人类最早使用的元素之一。自从人类出现在地球上，就一直与碳接触。因为闪电烧木头会留下木炭，动物被烧死后，骨碳会残留。在人类学会生火之后，碳就成了人类永久的“伙伴”，所以碳是一种自古以来就为人所知的元素。碳发现的确切日期无从考证，但从1789年拉瓦锡(Lavoisier A L 1743-1794)编制的元素表可以看出，碳是作为一种元素出现的。碳在古代燃素理论的发展中起了重要作用。根据这个理论，碳不是一种元素，而是一种纯粹的燃素。因为研究了煤和其他化学物质的燃烧，拉瓦锡首先指出碳是一种元素。
自然界中碳有三种同素异形体——金刚石、石墨和C 60。金刚石和石墨早已为人所知。拉瓦锡做了钻石和石墨燃烧的实验后，确定了这两种物质燃烧产生了CO 2，并由此得出结论:钻石和石墨含有相同的“基础”，即碳。是拉瓦锡第一个把碳列入元素清单。C 60是由美国休斯敦莱斯大学的化学家哈里·克劳特在1985年发现的。它是由60个碳原子组成的球形稳定碳分子，是碳的第三种同素异形体，仅次于金刚石和石墨。
碳的拉丁名称来源于单词Carbon，意思是“煤”。最早出现在1787年拉瓦锡等人主编的《化学命名法》一书中。碳的英文名是Corbon。
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碳
碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期族。其化学符号为C，原子序数为6，电子构型为[He]2s22p2。碳是一种非常常见的元素，以各种形式广泛存在于大气和地壳中。简单碳的认识和利用由来已久，碳-有机物的一系列化合物是生命的基础。
拉丁语是Carbonium，意思是“煤，木炭”。汉字“碳”由木炭的“碳”字和固体非金属元素旁边的石头组成，听起来像碳。
性格；角色；字母
单质碳通常是无嗅无味的固体。元素碳的物理化学性质取决于它的晶体结构，其外观、密度、熔点都不一样。已知碳单质以各种同素异形体的形式存在:
石墨
钻石
富勒烯(也称为布基球)
无定形碳(无定形的，不是真正异形的，内部结构是石墨)
碳纳米管(碳纳米管)
六角钻石(也称六角钻石)与钻石的键型相同，只是原子排列成六边形。
赵石墨(晁石，是石墨与陨石碰撞产生的，原子呈六角形排列)
汞黝铜矿结构(一种假想的结构，由于七边形的出现，六边形层扭曲成“负曲率”鞍形)
碳纤维(由小片堆积成长链而成的纤维)
碳气凝胶(碳气凝胶，密度极低的多孔结构，类似于众所周知的硅气凝胶)。
碳纳米泡沫(蛛网状，具有分形结构，密度是碳气凝胶的百分之一，具有铁磁性)。
最常见的两种单质是高硬度的金刚石和软腻的石墨，它们的晶体结构和结合类型是不同的。钻石的每个碳都是四面体4配位，类似脂肪族化合物；石墨的每个碳都是三角形3配位，可以看作是无限个苯环融合在一起。
元素碳的化学性质在室温下比较稳定，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂。
同位素
目前已知的同位素有十二种，从碳8到碳19。其中，碳12和碳13是稳定的，其余都有放射性。其中碳14的半衰期超过5000年，其他的都不到半小时。
在地球的自然界中，碳12占全部碳的98.93%，而碳13占1.07%。C的原子量取碳12和碳13两种同位素丰度的加权平均值，计算中一般取12.05438+0。
碳12是国际单位制中定义的摩尔的标度，12克碳12所含的原子数是1摩尔。碳14因其半衰期长而被广泛用于确定古物的年代。
黏结
碳原子一般是四价的，需要四个单电子，但它的基态只有两个单电子，所以成键时总是需要杂化。最常见的杂化方式是sp3杂化，充分利用四个价电子，均匀分布在四个轨道上，属于各向同性杂化。这种结构是完全对称的，成键后是稳定的σ键，没有孤电子对的排斥，非常稳定。金刚石中的所有碳原子都是以这种混合方式结合的。烷烃的碳原子也属于这一类。
根据需要，碳原子也可以与sp2或sp杂化。这两种方式都出现在重成键的情况下，未杂化的P轨道垂直于杂化轨道，与相邻原子的P轨道形成π键。烯烃中连接双键的碳原子是sp 2杂化。
由于sp2杂化可以使原子共面，当出现多个双键时，所有垂直于分子平面的P轨道可能会相互重叠，形成共轭体系。苯是最典型的共轭体系，失去了双键的一些性质。石墨中的所有碳原子都在一个大的共轭体系中，每个片层对应一个碳原子。
复合的
在碳的化合物中，只有下列化合物属于无机物:
碳的氧化物:一氧化碳、二氧化碳
碳酸盐、碳酸氢盐
氰化物一系列的假卤素、假卤化物和假卤化物:氰、氧化氰和硫氰酸盐。
其他含碳化合物是有机化合物。由于碳原子形成的键是相对稳定的，有机化合物中碳的数量和排列以及取代基的种类和位置具有很大的任意性，这就导致了有机物数量极大的现象。目前人类发现的化合物中，有机物占了绝大多数。有机化合物的性质与无机化合物的性质大不相同。它们一般易燃，不溶于水，反应机理复杂。现在他们已经形成了有机化学的一个独立分支。
被分发
碳存在于自然界中(如以金刚石和石墨的形式)，是煤、石油、沥青、石灰石、其他碳酸盐和所有有机化合物的最主要成分，在地壳中的含量约为0.027%。碳是占生物体干重比例最大的元素。碳也以二氧化碳的形式在地球的大气层和平流层中循环。
碳存在于大多数天体及其大气层中。
发现
钻石和石墨自史前时代就已为人所知。1985年发现了富勒烯，随后又发现了一系列不同排列的碳元素。
同位素碳14发现于1940年。
单质提炼
钻石
钻石，也就是钻石，能找到集中的块状矿藏，开采的时候一般都有杂质。用其它金刚石粉切去杂质，研磨成成品。一般在切磨过程中会损失一半的质量。
石墨
使用
碳及其化合物广泛用于工业和医学。
通过测量古物中碳14的含量，可以知道它的年代，称为碳14测年法。
石墨可直接用作炭笔，也可与粘土按一定比例混合制成不同硬度的铅芯。除了装饰，钻石还能让切割工具更锋利。无定形碳由于其巨大的表面积而被用于吸收有毒气体和废气。富勒烯和碳纳米管对纳米技术非常有用。
碳是钢的成分之一。
碳能以化学方式结合自身，形成大量化合物，是生物学和商业中的重要分子。生物体中的大多数分子都含有碳。碳化合物一般是从化石燃料中获取，然后分离并进一步合成为生产生活所需的各种产品，如乙烯、塑料等。
物理和化学特性
总体特征
名称、符号、序列号C、C、6
系列非金属
系列，期间，元素分区14系列(IVA)，2，p
密度，硬度为2267千克/立方米，
0.5(石墨)
10.0(钻石)
颜色和外观黑色(石墨)
无色(钻石)
没有数据的地壳内容。
原子属性
原子量12.05438+007原子量单位
原子半径(计算值)70(67)pm
共价半径77微米
范德华半径170 pm
电子组态[氦]2s22p2
每个能级的电子排列2，4
氧化值(氧化物)4.2(弱酸)
晶体结构六方(石墨)
立方(菱形)
身体素质
物质状态，固态(抗磁性)
熔点3773 K(3500摄氏度)
沸点5100k(4827°c)
摩尔体积为5.29×10-6m3/mol。
汽化热为355.8千焦/摩尔(升华)
熔化热没有数据(升华)
蒸汽压0帕
声速为18350m/s。
其他属性
电负性2.55(鲍林标度)
比热710J/(kg·k)
电导率0.061×10-6/ (m欧姆)
导热系数129 w/(m·k)
第一电离能为1086.5 kJ/mol。
第二电离能为2352.6 kJ/mol。
第三电离能为4620.5 kJ/mol。
第四电离能为6222.7 kJ/mol。
第五电离能为37831 kJ/mol。
第六电离能为47277.0 kJ/mol。
最稳定的同位素
同位素丰度半衰期衰变方式的衰变能量
MeV衰变产物
12C 98.9%稳定
13C 1.1%稳定
14C痕迹5730 β衰变0.156 14N
在没有特殊说明的情况下，使用的是
国际标准参考单位单位和标准温度和压力
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