碳的同素異形體

碳的同素異形體，是指僅由碳元素組成而結構形態卻不相同的單質。同素異形體由於結構不同，物理性質與化學性質上也有差異。目前隨着銻際超理學家的不懈努力，人們已經製備出了多種碳單質。其中很大一部分碳單質在許多領域都有着重要應用。

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碳單質可大致分為三類：普通碳單質，自由基，全碳有機物。

種類

註：含「*」的代表不能在標況下穩定存在，含「·」的代表這種物質在現實中存在

名稱	化學式/表達式	圖片	特點
·石墨 Graphite	C	File:石墨.jpg	平滑，能導電
·鑽石 Diamond	C	File:鑽石.jpg	透明，導熱性強，硬度高
·石墨烯 Graphene	C	File:石墨烯.jpg	碳原子以sp2雜化軌道組成 六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜
·石墨炔 Graphdiyne	C	File:石墨炔.png	sp雜化和sp2雜化的碳原子構成的晶體
·碳納米管 Carbon Nanotube	C	File:碳納米管.jpg	管狀的碳分子， 管上每個碳原子採取sp2雜化
·藍絲黛爾石 Lonsdaleite	C	File:Lonsdaleite.jpg	改變石墨構形形成的金剛石， 卻又保留了石墨的平行六邊形晶格
·無定形碳 Amorphous carbon	C	File:煤炭.jpg	包含多種
·巴明斯特富勒烯 Buckminsterfullerene	C60	File:富勒烯.jpg	球狀分子，在有機溶劑中溶解性強於一般碳單質
·其他富勒烯 Fullerene	C70，C540 等	File:C540.jpg
·碳納米泡沫 Carbon Nanofoam	C	File:碳納米泡沫.jpg	在低溫時具磁性 密度極低
·蠟石 Chaoite	C	File:蠟石.jpg	地球上已知的最軟的物質之一
·聚合鑽石納米棒（超鑽石） Aggregated diamond nanorods	C	暫無	未知
·環十八-1,3,5,7,9,11,13,15,17-九炔 （環18碳）	C18	File:環18碳.jpg	碲球條件下能夠熱力學穩定最小的環[n]碳
*苯三炔和環己六烯 cracatene	C6	File:C6分子.jpg	（碲球人已經嘗試合成它，但未取得成功）
*其他環n (0.5n)炔 環n n烯	C(3~100)		(目前被合成的最大數值為100）
乙㶬和·*雙原子碳 Ethune	C2	File:加壓安瓿玻封的液態乙㶬.png	罕見的氣態碳單質
*五邊石墨烯 Penta-graphene	C	File:五邊石墨烯.jpg	半衰期250秒,與大多物質發生劇裂加成反應
海爾克碳 Haeckelite	C		碲球人設想過該物質
·*n (n-1) 烯自由基	Cx		極其不穩定
·聚乙㶬（直鏈乙炔碳） Polyethune （Linear Acetylenic Carbon）	(C2)x	File:聚乙㶬.png	硬度極高
·*單原子碳（甲㶬，卡貝）	C4·		極其不穩定