碳是一種很常見(jiàn)的元素,它以多種形式廣泛存在于大氣和地殼之中。碳單質(zhì)很早就被人認(rèn)識(shí)和利用,碳的一系列化合物——有機(jī)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(xué)上自我結(jié)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(nèi)大多數(shù)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(jìn)一步合成出各種生產(chǎn)生活所需的產(chǎn)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(zhì)碳如金剛石、石墨;有無(wú)定形碳如煤;有復(fù)雜的有機(jī)化合物如動(dòng)植物等;碳酸鹽如大理石等。 單質(zhì)碳的物理和化學(xué)性質(zhì)取決于它的晶體結(jié)構(gòu)。高硬度的金剛石和柔軟滑膩的石墨晶體結(jié)構(gòu)不同,各有各的外觀、密度、熔點(diǎn)等。
常溫下單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,不溶于水、稀酸、稀堿和有機(jī)溶劑;不同高溫下與氧反應(yīng),生成二氧化碳或一氧化碳;在鹵素中只有氟能與單質(zhì)碳直接反應(yīng);在加熱下,單質(zhì)碳較易被酸氧化;在高溫下,碳還能與許多金屬反應(yīng),生成金屬碳化物。碳具有還原性,在高溫下可以冶煉金屬。