Углерод, шестой самый распространенный элемент во Вселенной, известен с древних времен. Углерод наиболее часто получают из угольных месторождений, хотя его обычно необходимо перерабатывать в форму, пригодную для коммерческого использования. Известно, что существуют три встречающиеся в природе аллотропы углерода: аморфный, графит и алмаз.

Аморфный углерод образуется, когда материал, содержащий углерод, сжигается без достаточного количества кислорода, чтобы он полностью горел. Эта черная сажа, также известная как ламповая лампа, газовая сажа, черный канал или сажа, используется для изготовления красок, красок и резиновых изделий. Он также может быть прессован в формы и используется, например, для формирования сердечников большинства сухих батареек.

Графит, один из самых мягких известных материалов, представляет собой форму углерода, которая в основном используется в качестве смазки. Хотя это происходит естественным образом, большинство коммерческих графитов получают путем обработки нефтяного кокса, остатка черного смолы, остающегося после очистки сырой нефти, в печи без кислорода. Естественно встречающийся графит происходит в двух формах: альфа и бета. Эти две формы имеют одинаковые физические свойства, но разные кристаллические структуры. Весь искусственно полученный графит имеет альфа-тип. В дополнение к его использованию в качестве смазки графит в форме, известной как кокс, используется в больших количествах при производстве стали. Кокс производится путем нагрева мягкого угля в духовке, не позволяя кислороду смешиваться с ним. Хотя обычно называемый свинцом, черный материал, используемый в карандашах, на самом деле является графитом.

Алмаз, третья встречающаяся в природе форма углерода, является одним из самых тяжелых веществ. Хотя природный алмаз обычно используется для ювелирных изделий, большинство алмазов коммерческого качества изготавливаются искусственно.

Эти небольшие бриллианты изготавливаются путем сжимания графита при высоких температурах и давлениях в течение нескольких дней или недель и в основном используются для изготовления таких вещей, как алмазные наконечники пильных дисков. Хотя они обладают очень разными физическими свойствами, графит и алмаз отличаются только кристаллической структурой.

Их исследование посвящено почти десяти миллионам известных углеродных соединений, а целая отрасль химии, известная как органическая химия. Многие углеродные соединения необходимы для жизни, как мы ее знаем. Некоторые из наиболее распространенных углеродных соединений: диоксид углерода (CO2), монооксид углерода (СО), сероуглерод (CS2), хлороформ (CHCl3), четыреххлористый углерод (CCl4), метан (CH4), этилен (C2H4), ацетилен ( C2H2), бензол (C6H6), этиловый спирт (C2H5OH) и уксусную кислоту (CH3COOH).