Karbon elementi altı elektron içeren metalik olmayan bir malzemedir. Tarih öncesi çağlardan beri bir kömür türü olan kömür kullanılmıştır. Karbon ismi, kömür anlamına gelen Latince carbo kelimesinden gelir. Karbon, bitki ve hayvanlar gibi organik malzemelerde ve mineraller ve cevherler gibi inorganik materyallerde bulunabilir. Elementel karbon, kristalimsi ve amorf formlarda bulunabilen inorganik karbon formlarını belirtir.
Kristal formlar, normal bir düzende düzenlenmiş element karbon atomlarına sahipken amorf biçimlerdeki karbon atomları düzenli düzenlere sahip değildir. Elemental karbonun iki kristalli şekli elmas ve grafittir. Elmas kristal yapı, her bir karbon atomu tarafından, bir çift elektronu diğer dört karbon atomu ile paylaşarak bir kovalent bağ yaratarak oluşturulur. Kovalent bağlar, insanlığın bildiği en güçlü kimyasal bağlardır. Elmaslar bilinen en sert maddelerdir ve erime noktası 6,242 ° F (3,550 ° C) olan en uçucu maddelerdir.
Grafitin kristal yapısı, aynı düzlemdeki diğer atomlarla sıkı altıgen bağlar oluşturan karbon atomları ve farklı düzlemlerdeki atomlar arasında daha gevşek bir bağ oluşturan karbon atomları tarafından oluşturulur. Düzlemler arasındaki gevşek bir bağ grafiti çok yumuşak kılar ve grafitin bir kayganlaştırıcı olarak kullanılmasını sağlar. Elmasların aksine, grafit iyi bir elektrik iletkenidir.
1955'ten önce tüm elmaslar doğal birikintilerden geldi. 1955 yılında laboratuvar testleri, bir katalizör varlığında grafite yüksek basınç ve sıcaklık uygulanmasının sentetik elmaslar oluşturabileceğini kanıtladı. Sentetik elmaslar çoğunlukla endüstriyel amaçlar için kullanılır.
Tamamen yanmayı sağlamak için karbon içeren bir malzeme yeterli oksijen olmadan yakıldığında amorf karbon oluşur. Elde edilen siyah karbon, kuru hücreli pil çekirdekleri, mürekkepler, boyalar oluşturmak için kullanılabilir ve kauçuk ürünleri imalatında kritik bir unsurdur. Kara karbon aynı zamanda orman yangınlarının yan ürünüdür ve otomobillerde, üretim tesislerinde ve kömür bazlı elektrik üretiminde yetersiz yakıt yanmasıdır. Dizel yakıt, yanma sırasında benzinden daha fazla siyah karbon oluşturur. Siyah karbon hem sağlık hem de çevre sorunlarına neden olabilir.
Sağlık sorunlarına neden olabilecek ince parçacıklı bir madde şekilsiz element karbondur. Astım ve kronik bronşit siyah karbon ile ilişkilendirilmiştir ve siyah karbon veya kurumun amfizem ve akciğer kanseri riskini artırabileceğine dair bazı kanıtlar vardır. Kara karbon da iklim değişikliğinde bir faktördür. Siyah karbon, karbondioksidin yaptığı yüzyıldan ziyade haftalarca atmosferde kaldığından, siyah karbon salımlarını azaltmak, küresel iklim değişikliğinin etkilerini azaltmanın en hızlı yollarından biri olarak görülmektedir.
