碳是一種很常見的元素,它以多種形式廣泛存在于大氣和地殼之中。碳單質很早就被人認識和利用,碳的一系列化合物——有機物更是生命的根本。碳是生鐵、熟鐵和鋼的成分之一。 碳能在化學上自我結合而形成大量化合物,在生物上和商業(yè)上是重要的分子。生物體內大多數分子都含有碳元素。
碳化合物一般從化石燃料中獲得,然后再分離并進一步合成出各種生產生活所需的產品,如乙烯、塑料等。
碳的存在形式是多種多樣的,有晶態(tài)單質碳如金剛石、石墨;有無定形碳如煤;有復雜的有機化合物如動植物等;碳酸鹽如大理石等。 單質碳的物理和化學性質取決于它的晶體結構。高硬度的金剛石和柔軟滑膩的石墨晶體結構不同,各有各的外觀、密度、熔點等。
常溫下單質碳的化學性質比較穩(wěn)定,不溶于水、稀酸、稀堿和有機溶劑;不同高溫下與氧反應,生成二氧化碳或一氧化碳;在鹵素中只有氟能與單質碳直接反應;在加熱下,單質碳較易被酸氧化;在高溫下,碳還能與許多金屬反應,生成金屬碳化物。碳具有還原性,在高溫下可以冶煉金屬。