碳ㄊㄢˋ（四聲）Carbon
注音 ㄊㄢˋ（四聲）·音同「炭」
主要分類（決定顏色） · 金屬性：非金屬
- 原子序
- 6
- 元素符號
- C
- 標準原子量
- 12.011± 0.002
- 週期
- 2
- 族
- 14
- 區塊
- p 區
電子排布
[He]2s22p2
原子結構與電子殼層分布
- K n=12
- L n=24
簡介
生命化學的核心元素，能形成種類極多的化合物。單質有石墨、鑽石、富勒烯與石墨烯等多種同素異形體。
不屬於鹵素與稀有氣體的非金屬元素，例如氫、碳、氮、氧。
第 6 號元素：碳C · Carbon
元素科學故事 · 碳（C）
同一種原子，不同的模樣
已對照來源· 版本 2026-10-18
石墨為最軟材料之一與鑽石為最硬物質之一、三種天然形式、鉛筆芯為石墨、石墨潤滑劑、焦炭煉鋼、天然鑽石用於珠寶與高溫高壓人造鑽石、碳黑用於墨水油漆橡膠（Jefferson Lab）、史前以木炭煤灰為人所知、carbo 字源、1797 年 Tennant 證明鑽石為純碳（CIAAW）、存在於太陽恆星彗星與行星大氣、隕石中的微小鑽石（LANL），皆已對照 PubChem 收錄的原文（2026-10-18 閱讀）。2026-10-18 改寫：刪除原先依據 Greenwood & Earnshaw（未取得全文）的「四個共價鍵」與有機分子多樣性說明。
鉛筆芯裡的石墨是已知最軟的材料之一，鑽石卻是已知最硬的物質之一。它們其實都只由碳組成。
古老的元素
碳在史前時代就以木炭和煤灰的形式為人所知，名稱源自拉丁文 carbo，意思是「木炭」。直到 1797 年，英國化學家 Smithson Tennant 才證明鑽石是純的碳。碳在自然界中有三種形式：非晶碳、石墨與鑽石。
鉛筆裡沒有鉛
鉛筆芯常被叫作「鉛」，其實是石墨。石墨主要用作潤滑劑；把軟煤隔絕空氣加熱製成的焦炭，則大量用於煉鋼。天然鑽石多用於珠寶，商業用的鑽石則大多是把石墨在高溫高壓下擠壓數天製成的。
從煤灰到星星
含碳物質在氧氣不足時燃燒，會產生碳黑，可用來製造墨水、油漆與橡膠製品。在宇宙中，碳大量存在於太陽、恆星、彗星與多數行星的大氣中，某些隕石裡甚至含有微小的鑽石。
延伸思考石墨和鑽石都只由碳組成，性質卻天差地遠。你覺得是什麼造成了這麼大的差別？