탄소는 그룹 14 요소이 매우 광범위하게 자연에 있습니다. 그것은 태양,별,혜성 및 대부분의 행성의 대기에서 풍부하게 발견됩니다. 탄소는 대기 중에 이산화탄소로 존재하며 모든 자연 물 속에 용해됩니다. 그것은 칼슘(석회석),마그네슘 및 철의 탄산염으로 암석의 구성 요소입니다. 화성의 대기는 매우 얇지 만 거기에있는 것은 약 95%의 이산화탄소를 포함합니다.

석탄,석유 및 천연 가스는 주로 탄화수소입니다. 탄소는 그것이 형성 할 수있는 다양한 화합물의 광대 한 수의 요소들 사이에서 독특합니다. 무기 화학의 1/112 번째 하위 집합 인 유기 화학은 탄소와 그 화합물에 대한 연구입니다. 는 실리콘 걸릴 수 있습니다 장소에서 탄소의를 형성하는의 호스트 관련 화합물,그것을 가능하지 않은 현재하는 형태 안정 화합물과 함께 매우 긴 체인의 실리콘 원자를 함유하고 있습니다.

탄소는 자연에서 무정형,흑연 및 다이아몬드의 세 가지 동위 원소 형태로 발견됩니다. 흑연은 다이아몬드가 가장 단단한 것의 한개인 동안 가장 연약한 알려지는 물자의 한개입니다. 미세한 다이아몬드처럼 탄소는 일부 운석에서 발견됩니다. 천연 다이아몬드는 남아프리카에서 발견되는 것과 같은 고대 화산”파이프”에서 발견됩니다. 다이아몬드는 또한 희망봉에서 바다 바닥에서 회수됩니다.

다이아몬드 반지.

보다 최근에,또 다른 형태의 탄소,buckminsterfullerene,C60 이 발견되었다. 이 형태의 탄소는 오늘날 연구 실험실에서 큰 관심의 대상입니다.

순수한 탄소는 다수 다른 모양(allotropes)에서 유효합니다. 순수한 탄소의 가장 일반적인 형태는 α-흑연입니다. 이것은 또한 열역학적으로 가장 안정한 형태이다. 다이아몬드는 탄소의 두 번째 형태이지만 훨씬 덜 일반적입니다. 다른 형태의 탄소는 풀러렌을 포함한다. 다이아몬드와 흑연은 무한 격자이지만 buckminsterfullerene,C60 과 같은 풀러렌은 이산 분자 종입니다. 그을음 및 램프와 같은 탄소의 비정질 형태블랙은 매우 작은 흑연 입자로 구성된 물질입니다.

대부분 흑연은 α-흑연과 그것을 가지고 계층 구조에서는 각 탄소이 직접 행하는 세 가지 기타 탄소원자들의 거리에서 141.5 시입니다. 결합에서의 Delocalization 은 c-C 거리가 정상 탄소-탄소 단일 결합(typcally154pm)보다 동일하고 짧기 때문에 분명합니다. 탄소 원자의 층 사이의 거리는 오후 335.4 입니다. 대부분의 흑연(α-흑연)에서 원자의 층은 ABABAB 에 배열되어있다… 패션을 반복하지만 β 형태(마름모꼴)스태킹은 ABCABCABC 입니다… 탄소-탄소 거리와 층간 간격은 α 형태에서와 동일하게 유지되지만. Α-와 α-흑연의 엔탈피 차이는 1kJ mol-1 미만이다(0.59±0.17kJ mol-1. 양식의 무 요소에 해당하는 흑연이 알려지지 않고 구조물의 실리콘,게르마늄,회색 주석과 관련된 구조 다이아몬드(아래).

원자 배열에서 가장 일반적인 allotrops 의 탄소:α-흑연입니다.

다이아몬드는 그것의 조밀도가 흑연의 그것 보다는 더 중대합니다 경미하게 더 조밀한 구조를 비치하고 있기 때문에. 다이아몬드의 외관은 잘 알려져 있고 또한 알려지는 가장 단단한 물자의 한개입니다. 흑연과 마찬가지로 상대적으로 반응하지 않지만 600-800°C 에서 공기 중에 연소됩니다. 각 탄소 원자는 바인딩하여 네 이웃의 거리에서 154.45pm 에서 사용할 수 있는 패션과 그래서 각각의 다이아몬드 크리스탈 하나의 거대한 격자 구조입니다. 원칙적으로(그리고 실제로!)흑연은 열과 압력의 신청에 의해 다이아몬드로 개조될지도 모릅니다. 다이아몬드의 단위 셀은 a=356.68pm 으로 입방 형입니다. 거의 모든 다이아몬드를 보유 이는 구조이지만 매우 작은 비율을 보여 육각형 구조와 관련된 wurtzite 이러한 호출 lonsdaleite.

다이아몬드의 결정 strucutres.

최근에 탄소의 또 다른 동족체가 특성화되었다. 다이아몬드와 흑연은 무한 격자이지만 buckminsterfullerene,C60 은 이산 분자 종입니다. Buckminsterfullerene 분자는 구형으로 접힌 12 개의 오각형과 20 개의 육각형의 그물이다. 효과 매우 유사하의 패치 워크 12pentagonal20 각각의 가죽을 꿰매는 함께 협회 축구(soccer ball). 이름 buckminsterfullerene(또는 buckyball 만들어졌기 때문에 사이의 관계의 구조 C60R. 풀러의 측 지 돔 디자인입니다. Buckminsterfullerene 은 현재 상업적으로 이용 가능하며 성간 공간과 그을음에서도 확인되었습니다.

C60,Buckminsterfullerene.

C60 및 C84 와 같은 다른 풀러렌(폐쇄 탄소 케이지)도 알려져 있으며,상업적으로 입수 가능하다. 가능한 가장 작은 풀러렌은 12 개의 오각형으로 구성되고 육각형이 전혀없는 다면체 C20 입니다. 나노 튜브는 풀러렌과 관련이 있습니다. 그들은 흑연으로 만들어졌지만 압연 흑연의 모양을주는 튜브입니다. 그들은 풀러렌이 닫힌 구조 인 동안 열린 종단입니다.

한 가지 흥미로운 기능의 풀러는 자신의 능력을 묶 원자와 같은 칼륨 및 기타 알칼리금속을 endohedral 구조물로 표시됩 K@C60.

1961 년 Iupac(International Union of Pure And Applied Chemistry)는 동위 원소 12C 를 원자량의 기초로 채택했습니다. 5730 년의 반감기를 가진 동위 원소 인 탄소-14,14C 는 목재,고고학 표본 등과 같은 재료를 데이트하는 데 사용됩니다. 탄소-13,13C,특히 유용합니다 동위원소 라벨링 연구지 않기 때문에 방사성을 가지고 있지만,스핀 I=1/2 핵 따라서 좋은 NMR 핵.