Άνθρακας: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Ο '''άνθρακας''' ([[λατινική γλώσσα|λατινικά]]: ''carbonium'', [[Αγγλική γλώσσα|αγγλικά]]: ''carbon''), είναι το [[αμέταλλα|αμέταλλο]] [[Χημικά στοιχεία|χημικό στοιχείο]] με [[χημικό σύμβολο]] '''C''' και [[ατομικός αριθμός|ατομικό αριθμό]] [[6 (αριθμός)|6]]. Είναι μέλος της [[Χημικά στοιχεία της 2ης περιόδου|δεύτερης περιόδου]] και της [[ομάδα του άνθρακα|ομάδας 14]] (πρώην IV_A) του [[περιοδικός πίνακας|περιοδικού πίνακα]]. Δρα σχεδόν πάντα ως αμέταλλο [[τετρασθενές στοιχείο]], δηλαδή το [[άτομο|άτομό]] του έχει [[4 (αριθμός)|τέσσερα (4)]] [[ηλεκτρόνιο|ηλεκτρόνια]] διαθέσιμα για τη δημιουργία (συνήθως) [[ομοιοπολικός δεσμός|ομοιοπολικών]] [[χημικός δεσμός|χημικών δεσμών]]. Υπάρχουν [[3 (αριθμός)|τρία (3)]] φυσικά [[ισότοπο|ισοτοπαισότοπα]] άνθρακα, από τα οποία o [[άνθρακας-12|¹²C]] και ο [[άνθρακας-13|¹³C]] είναι σταθερά, ενώ ο [[άνθρακας-14|¹⁴C]] είναι [[ραδιενέργεια|ραδιενεργό]], με [[ημιζωή]] περίπου 5.730 [[έτος|έτη]]<ref name="isotopes">Carbon – Naturally occurring isotopes". WebElements Periodic Table. Retrieved 2008-10-09.</ref>. Ο άνθρακας είναι [[Χρονοδιάγραμμα ανακάλυψης των χημικών στοιχείων|ένα από τα λίγα χημικά στοιχεία που είναι γνωστά από την]] [[Αρχαιότητα]]<ref>History of Carbon". Retrieved 2013-01-10.</ref>.

Ο άνθρακας είναι το 15^ο σε [[Αφθονία των χημικών στοχείωνστοιχείων στο γήινο φλοιό|αφθονία χημικό στοιχείο]] (κατά [[μάζα]]) στο [[Γήινος φλοιός|φλοιό]] της [[Γη|Γης]]ς και το 4^ο (κατά [[μάζα]]) πιο [[αφθονία χημικών στοιχείων|άφθονο χημικό στοιχείο]] στο [[σύμπαν]], μετά από το [[Υδρογόνο|υδρογόνο,]] το [[ήλιο]] και το [[οξυγόνο]]. Είναι παρόν σε όλες τις γνωστές μορφές [[ζωή]]ς, ενώ στο [[ανθρώπινο σώμα]] ο άνθρακας είναι το δεύτερο (κατά μάζα) πιο άφθονο χημικό στοιχείο, περίπου 18,5%, μετά το οξυγόνο<ref>"Biological Abundance of Elements". The Internet Encyclopedia of Science. Retrieved 2008-10-09.</ref>. Αυτή η (σχετικά υψηλή) αφθονία του άνθρακα, σε συνδυασμό με τη μοναδική του ικανότητα να σχηματίζει τέτοια τεράστια ποικιλία οργανικών ενώσεων, που επιπλέον συχνά μπορούν και να [[Πολυμερές|πολυμερίζονται]], σε σχετικά συνηθισμένες, για την επιφάνειας της Γης μας, συνθήκες, έκαναν αυτό το χημικό στοιχείο τη βάση κάθε γνωστής μορφής ζωής.

Όλες οι (γνωστές) αλλοτρομορφές του άνθρακα, υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, είναι [[στερεό|στερεές]], με το γραφίτη να έχει την πιο [[Θερμοδυναμική|θερμοδυναμικά]] [[Θερμοδυναμική ισορροπία|σταθερή]] μορφή. Ο γραφίτης είναι μάλιστα (σχετικά) χημικά ανθεκτικός και χρειάζεται (σχετικά πάντα) υψηλή [[θερμοκρασία]] για να αντιδράσει ακόμη και με (καθαρό) [[οξυγόνο]]. Η πιο συνηθισμένη [[Αριθμός οξείδωσης|βαθμίδα οξείδωσης]] του άνθρακα στις [[Ανόργανη ένωση|ανόργανες ενώσεις]] είναι +4, ενώ η βαθμίδα +2 βρίσκεται (για παράδειγμα) στο [[μονοξείδιο του άνθρακα]] (CO)αι στα [[καρβονύλιο μετάλλου|καρβονυλικά σύμπλοκα]] των [[Στοιχεία μετάπτωσης|μεταβατικών μετάλλων]]. Οι μεγαλύτερες πηγές «ανόργανου άνθρακα» (στη [[Γη]]) είναι ο [[ασβεστόλιθος]], οι [[δολομίτης|δολομίτες]] και το [[διοξείδιο του άνθρακα]], (CO₂)αλλά υπάρχουν και σημαντικές ποσότητες οργανικής προέλευσης αποθεμάτων [[γαιάνθρακας|κάρβουνου]], [[τύρφη]]ς, [[πετρέλαιο|πετρελαίου]], [[φυσικό αέριο|φυσικού αερίου]] καθώς και [[μεθανυδρίτης|μεθανυδρίτες]]. Ο άνθρακας σχηματίζει το μεγαλύτερο αριθμό [[χημική ένωση|χημικών ενώσεων]] από κάθε άλλο χημικό στοιχείο, εφόσον σχεδόν 10.000.000 καθαρές [[οργανική ένωση|οργανικές ενώσεις]] έχουν περιγραφεί προς το παρόν, που αποτελούν (όμως) ένα πολύ μικρό κλάσμα των θεωρητικά πιθανών οργανικών ενώσεων που μπορούν να υπάρξουν, υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος<ref name="lanl">Chemistry Operations (December 15, 2003). "Carbon". Los Alamos National Laboratory. Archived from the original on 2008-09-13. Retrieved 2008-10-09.</ref>.

Από το [[2009]], το [[γραφένιο]] φαίνεται να είναι το ισχυρότερο υλικό που έχει δοκιμαστεί<ref>Lee, C.; Wei, X.; Kysar, J. W.; Hone, J. (2008). "Measurement of the Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Graphene". Science 321 (5887): 385–8. Bibcode:2008Sci...321..385L. doi:10.1126/science.1157996. PMID 18635798. Lay summary.</ref>. Ωστόσο, η διεργασία διαχωρισμού του από τον γραφίτη χρειάζεται κάποια (επιπλέον) [[τεχνολογία|τεχνολογική]] εξέλιξη πριν γίνει αρκετά [[οικονομία|οικονομική]] ώστε να χρησιμοποιείται σε βιομηχανικές διεργασίες<ref>Sanderson, Bill (2008-08-25). "Toughest Stuff Known to Man : Discovery Opens Door to Space Elevator". nypost.com. Retrieved 2008-10-09.</ref>.

Ο [[ατομικός άνθρακας]] είναι ένα πολύ βραχύβιο χημικό είδος και γι' αυτό ο (στοιχειακός) άνθρακας σταθεροποιείται σε διάφορες πολυατομικές δομές με διάφορες μοριακές διαμορφώσεις, που ονομάζονται αλλοτροπικές μορφές του άνθρακα. Οι τρεις (3) (σχετικώς) ευρύτερα γνωστές από τις αλλοτροπικές μορφές του άνθρακα είναι ο άμορφος άνθρακας, ο γραφίτης και το διαμάντι. Υπάρχουν όμως και άλλες. Για παράδειγμα, τα [[φουλερένιο|φουλλερένιαφουλερένια]] (''fullerenes'') θεωρούνταν κάποτε «εξωτικές» αλλοτροπικές μορφές, αλλά αυτόν τον καιρό συχνά συνθέτονται και χρησιμοποιούνται στην έρευνα. Περιλαμβάνουν τις [[μπακιμπάλες]] (''buckyballs'')<ref name="buckyballs"/><ref>Ebbesen, T. W., ed. (1997). ''Carbon nanotubes—preparation and properties''. Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 0-8493-9602-6.</ref>, τους [[νανοσωλήνας άνθρακα|νανοσωλήνες άνθρακα]] (''carbon nanotubes'')<ref name="nanotubes2">Dresselhaus, M. S.; Dresselhaus, G.; Avouris, Ph., ed. (2001). "Carbon nanotubes: synthesis, structures, properties and applications". Topics in Applied Physics (Berlin: Springer) 80. ISBN 3-540-41086-4.</ref>, τα [[νανομπαντςνάνομπαντς άνθρακα]] (''carbon nanobuds'')<ref name="nanobuds">Nasibulin, Albert G.; Pikhitsa, P.V.; Jiang, H.; Brown, D. P.; Krasheninnikov, A.V.; Anisimov, A. S.; Queipo, P.; Moisala, A. et al. (2007). "A novel hybrid carbon material". Nature Nanotechnology 2 (3): 156–161. Bibcode:2007NatNa...2..156N. doi:10.1038/nnano.2007.37. PMID 18654245.</ref> και τα [[Ανθρακόνημα|νανοανθρακονήματα]] (''nanofibers'')<ref>Nasibulin, A; Anisimov, Anton S.; Pikhitsa, Peter V.; Jiang, Hua; Brown, David P.; Choi, Mansoo; Kauppinen, Esko I. (2007). "Investigations of NanoBud formation". Chemical Physics Letters 446: 109–114. Bibcode:2007CPL...446..109N. doi:10.1016/j.cplett.2007.08.050.</ref><ref>Vieira, R; Ledoux, Marc-Jacques; Pham-Huu, Cuong (2004). "Synthesis and characterisation of carbon nanofibers with macroscopic shaping formed by catalytic decomposition of C2H6/H2 over nickel catalyst". Applied Catalysis A 274: 1–8. doi:10.1016/j.apcata.2004.04.008.</ref>. Αρκετές ακόμη εξωτικές αλλοτροπικές μορφές του άνθρακα έχουν ανακαλυφθεί, όπως ο [[λονσδαλεΐτης]] (''lonsdaleite'')<ref name="lonsdaletite">Clifford, Frondel; Marvin, Ursula B. (1967). "Lonsdaleite, a new hexagonal polymorph of diamond". Nature 214 (5088): 587–589. Bibcode:1967Natur.214..587F. doi:10.1038/214587a0.</ref>, ο [[υαλώδης άνθρακας]] (''glassy carbon'')<ref name="glassy carbon">Harris, PJF (2004). "Fullerene-related structure of commercial glassy carbons". Philosophical Magazine 84 (29): 3159–3167. Bibcode:2004PMag...84.3159H. doi:10.1080/14786430410001720363.</ref>, ο [[νανοαφρός άνθρακα]] (''carbon nanofoam'')<ref>Rode, A. V.; Hyde, S. T.; Gamaly, E. G.; Elliman, R. G.; McKenzie, D. R.; Bulcock, S. (1999). "Structural analysis of a carbon foam formed by high pulse-rate laser ablation". Applied Physics A-Materials Science & Processing 69 (7): S755–S758. doi:10.1007/s003390051522.</ref> και το [[καρβύνιο]] (''carbyne'') ή «[[γραμμικός ακετυλενικός άνθρακας]]» (''linear acetylenic carbon'')<ref name="LAC">Heimann, Robert Bertram; Evsyukov, Sergey E. and Kavan, Ladislav (28 February 1999). Carbyne and carbynoid structures. Springer. pp. 1–. ISBN 978-0-7923-5323-2. Retrieved 2011-06-06.</ref>

Ο άμορφος άνθρακας είναι μια αλλοτροπική μορφή στα οποία τα άτομα άνθρακα έχουν μια διευθέτηση σε μια μη κρυσταλλική, ακανόνιστη, υαλώδη κατάσταση, που είναι ουσιαστικά γραφίτης, αλλά χωρίς να έχει μια κρυσταλλική μακροδομή. Βρίσκεται ως μια (πιθανώς συγγκολημένησυγκολλημένη) σκόνη, και είναι το κύριο συστατικό ουσιών όπως το [[ξυλοκάρβουνο]], η [[αιθάλη]] και ο [[ενεργός άνθρακας]]. Σε κανονικές πιέσεις ο άνθρακας παίρνει τη μορφή γραφίτη, στον οποίο κάθε άτομο σχηματίζει (ομοιοπολικούς) δεσμούς [[τρίγωνο|τριγωνικά]] με τρία (3) άλλα άτομα άνθρακα, σε ένα [[επίπεδο]], που αποτελείται από «συμπυκνωμένους»<ref>Δηλαδή με τουλάχιστον μία κοινή πλευρά.</ref> [[εξάγωνο|εξαγωνικούς]] δακτυλίους, ακριβώς σαν κι αυτούς στους [[αρωματικοί υδρογονάνθρακες|αρωματικούς υδρογονάνθρακες]]<ref>Jenkins, Edgar (1973). The polymorphism of elements and compounds. Taylor & Francis. p. 30. ISBN 0-423-87500-0. Retrieved 2011-05-01.</ref>. Το αποτέλεσμα αυτής της σύνδεσης είναι ένα δισδιάστατο δίκτυο από επίπεδα φύλλα που στοιβάζονται (το ένα πάνω στο άλλο) και ενώνονται χαλαρά με αδύναμους δεσμούς μέσω [[δυνάμεις van der Waals|δυνάμεων van der Waals]]. Αυτή η δομή δίνει στο γραφίτη τη μαλακότητά του και τις διασπαστικές του ιδιότητες (τα χαλαρά συνδεμένασυνδεδεμένα φύλλα εύκολα γλυστρούνγλιστρούν το ένα πάνω από το άλλο). Επίσης, εξαιτίας της διάχυσης του ενός από τα τέσσερα (4) ηλεκτρόνια της εξωτερικής στοιβάδας κάθε ατόμου άνθρακα σε ένα σχηματισμό [[Νέφος π ηλεκτρονίων|(διάχυτου δεσμικού) νέφους π]], ο γραφίτης άγει το ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά μόνο κατά το επίπεδο κάθε σχηματιζόμενου «φύλλου» του δικτύου ομοιοπολικών δεσμών. Αυτό καταλήγει σε ένα χαμηλότερο επίπεδο ηλεκτρικής αγωγιμόταςαγωγιμότητας για το γραφίτη σε σύγκριση με τα περισσότερα μέταλλα. Η διάχυση των ηλεκτρονίων επίσης συνεισφέρει στην ενεργειακή σταθεροποίηση του γραφίτη, σε σύγκριση με το διαμάντι, σε θερμοκρασία δωματίου.

Σε πολύ υψηλές πιέσεις, τα άτομα άνθρακα σχηματίζουν την πιο συνεκτική αλλοτροπική δομή του διαμαντιού, το οποίο έχει σχεδόν διπλάσια [[πυκνότητα]] σε σύγκριση με το γραφίτη. Στο διαμάντι κάθε άτομο άνθρακα σχηματίζει ομοιοπολικούς δεσμούς σε [[τετράεδρο|τετραεδρική]] δομή με τέσσερα (4) άλλα άτομα άνθρακα, σχηματίζοντας έτσι ένα τρισδιάστατο δίκτυο από συμπτυγμένους εξαμελείς δακτυλίους ατόμων. Το διαμάντι έχει την ίδια [[κύβος|κυβική]] κρυσταλλική δομή που έχει το [[πυρίτιο]] και το [[γερμάνιο]], αλλά επειδή η ισχύς των δεσμών C-C είναι πολύ ισχυρότερη, το διαμάντι είναι το σκληρότερο γνωστό υλικό που εμφανίζεται στη φύση, ως προς την αντίσταση στη χάραξη. Αντίθετα από το δημοφιλές μότο «τα διαμάντια είναι για πάντα» (''diamonds are forever''), στην πραγματικότητα είναι [[θερμοδυναμική|θερμοδυναμικά]] ασταθή στις κανονικές συνθήκες και γι' αυτό (σταδιακά) μετατρέπονται σε γραφίτη<ref name="therm prop"/>. Ωστόσο, εξαιτίας του υψηλού ενεργειακού εμποδίου ενεργοποίησης της διεργασίας, η μετατροπή του διαμαντιού σε γραφίτη είναι τόσο εξαιρετικά αργή, σε θερμοκρασία δωματίου, ώστε περνά απαρατήρητη. Κάτω από ορισμένες συνθήκες, ο άνθρακας κρυσταλλώνεται σαν λονσδαλεΐτης. Στη μορφή αυτή έχει μια εξαγωνική κρυσταλλική δομή στην οποία όλα τα άτομα συνδέονται ομοιοπολικά. Γι' αυτοναυτόν το λόγο, όλες οι ιδιότητες του λονσδαλεΐτη είναι πολύ κοντά σε αυτές του διαμαντιού<ref name="lonsdaletite"/>.

Τα φουλλερένιαφουλερένια έχουν μια δομή που ομοιάζει μ' αυτήν του γραφίτη, αλλά αντί να περιέχουν μόνο εξαγωνικούς δακτυλίους, περιέχουν επίσης [[Κανονικό πεντάγωνο|πενταγωνικούς]] (ή ακόμη και [[επτάγωνο|επταγωνικούς]]). Επίσης αντί να σχηματίζουν απλά επίπεδα φύλλα, τα φύλλα τους κάμπτονται σχηματίζοντας [[σφαίρα|σφαιρικές]], [[έλλειψη|ελλειπτικές]] ή [[κύλινδρος|κυλινδρικές]] επιφάνειες. Οι ιδιότητες των φουλλερενίωνφουλερενίων, που διακρίνονται σε [[μπακυμπάλλεςμπακυμπάλες]] (''buckyballs''), [[μπακυσωλήνες]] (''buckytubes'') και νανομπουμπαντςνάνομπαντς (''nanobuds'') ονομάστηκαν από το όνομα του [[Ρίτσαρντ ΜπακμίνστεςΜπάκμινστερ ΦούλλερΦούλερ]] (''Richard Buckminster Fuller''), που κοινοποίησε τις [[γαιοδεσικέςγεωδαισιακές δομές]], που θυμίζουν οι δομές των φουλλερενίωνφουλερενίων. Οι μπακυμπάλλεςμπακυμπάλες είναι μετρίως μεγάλα μόρια που σχηματίζονται από άτομα άνθρακα που συνδέονται τριγωνικά, σχηματίζοντας σφαιροειδείς δομές. Το πιο γνωστό και απλούστερο από αυτά είναι το [[μπακμινστερφουλλερένιομπακμινστερφουλερένιο]] C₆₀, μια δομή σε σχήμα μπάλας [[ποδόσφαιρο|ποδοσφαίρου]], με [[60 (αριθμός)|60]] άτομα άνθρακα ανά δομή<ref name="buckyballs">Unwin, Peter. "Fullerenes(An Overview)". Retrieved 2007-12-08.</ref>. Οι μπακυσωλήνες είναι δομικά παρόμοιες με τις μπακυμπάλλεςμπακυμπάλες, εκτός από το ότι κάθε άτομο άνθρακα συνδέεται τριγωνικά σε ένα φύλλο που κάμπτεται σχηματίζοντας έναν κοίλο κύλινδρο<ref name="nanotubes2"/><ref name="nanotubes">Ebbesen, T. W., ed. (1997). Carbon nanotubes—preparation and properties. Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 0-8493-9602-6.</ref>. Τα νανομπαντςνάνομπαντς έχουν αναφερθεί για πρώτη φορά το [[2007]] και είναι υβριδικές δομές που περιέχουν συνδυασμούς από μπακυμπάλλεςμπακυμπάλες και μπακυσωλήνες, συνδυάζοντας έτσι τις ιδιότητες και των δυο απλούστερων δομών<ref name="nanobuds"/>.

Μια άλλη αλλοτροπική μορφή είναι ο «νανοαφρός άνθρακα» (''carbon nanofoam''), που είναι μια [[μαγνητισμός|σιδηρομαγνητική]] αλλομορφή του άνθρακα, που ανακαλύφθηκε το [[1997]]. Αποτελείται από χαμηλής πυκνότητας συγκροτήματα ατόμων άνθρακα, συγκρατημένες με ένα χαλαρό τρισδιάστατο δίκτυο, στο οποίο τα άτομα συνδέονται τριγωνικά σε εξαμελείς (ή και επταμελείς) δακτυλίους. Είναι ανάμεσα στα ελαφρύτερα γνωστά στερεά σώματα, με πυκνότητα περίπου 2&nbsp;kg/m³<ref>Schewe, Phil and Stein, Ben (March 26, 2004). "Carbon Nanofoam is the World's First Pure Carbon Magnet". Physics News Update 678 (1).</ref>. Παρομοίως, ο «υαλώδης άνθρακας» (''glassy carbon'') περιέχει ένα υψηλό ποσοστό [[πορωσιμότητα]]ς<ref name="glassy carbon"/>, αλλά σε αντιδιαστολή με τον κανονικό γραφίτη στον οποίο τα γραφιτικά «φύλλα» είναι ενωμένα μεταξύ τους, όπως οι σελίδες σε ένα [[βιβλίο]], στον υαλώδη άνθρακα έχουν μια πιο τυχαία διάταξη. Στο «καρβύνιο» (''carbyne'') ή «γραμμικό ακετυλενικό άνθρακα» (''linear acetylenic carbon'')<ref name=LAC/> τα «μόρια» έχουν δομή -(C≡C)_n-<ref name=LAC/>. Ο άνθρακας σε αυτήν την αλλομορφή του έχει υβριδισμό sp και είναι ένα πολυμερές με εναλλαγή απλών και τριπλών δεσμών. Αυτή η αλλομορφή παρουσιάζει ένα αξιόλογο ενδιαφέρον για τη νανοτεχνολογία, γιατί ο [[συντελεστής ελαστικότητας Γιανκ]] (''Young's modulus'') γι' αυτό (δηλαδή το καρβύνιο) είναι [[40 (αριθμός)|40πλάσιος]] από αυτό του σκληρότερου γνωστού φυσικού υλικού, δηλαδή του διαμαντιού<ref>Itzhaki, Lior; Altus, Eli; Basch, Harold; Hoz, Shmaryahu (2005). "Harder than Diamond: Determining the Cross-Sectional Area and Young's Modulus of Molecular Rods". Angew. Chem. Int. Ed. 44 (45): 7432–5. doi:10.1002/anie.200502448. PMID 16240306.</ref>.

Στο συνδυασμό άνθρακα και οξυγόνου στο διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας της Γης περιέχονται (συνολικά) περίπου 810 δισεκατομμύρια τόννοι άνθρακα, ενώ στο διαλυμένο (διοξείδιο του άνθρακα) στα υδάτινα σώματα (ωκεανοί κ.τ.λ.) περιέχονται (συνολικά) περίπου 36 τρισεκατομμύρια τόννοι άνθρακα. Ακόμη, περίπου 1,9 τρισεκατομμύρια τόννοι άνθρακα περιέχονται στη [[βιόσφαιρα]]. Στα ορυκτά ανθρακούχα κοιτάσματα (κάρβουνο, πετρέλαιο και φυσικό αέριο) περιέχουν γύρω στα 900 δισεκατομμύρια τόννους άνθρακα. Ειδικότερα στα κοιτάσματα πετρελαίου περιέχονται περίπου 150 δισεκατομμύρια τόννοι άνθρακα. Στα βεβαιωμένα κοιτάσματα φυσικού αερίου περιέχονται περίπου άλλοι 105 δισεκατομμύρια τόννοι άνθρακα, αλλά εκτιμάται ότι υπάρχουν επίσης 900 δισεκατομμύρια τόννοι άνθρακα στα μη βεβαιωμένα (ακόμη) κοιτάσματα φυσικού αερίου, συμπεριλαμβανομένου και του [[σχιστόλιθος|σχιστολιθικού]] φυσικού αερίου. Ειδικότερα, στα τελευταία (δηλαδή στα κοιτάσματα σχιστολιθικού φυσικού αερίου) περιέχονται περίπου 540 δισεκατομμύρια τόννοι άνθρακα<ref>"Wonderfuel: Welcome to the age of unconventional gas" by Helen Knight, New Scientist, 12 June 2010, pp. 44–7.</ref>. ΆνθρακςΆνθρακας παγιδεύθηκε επίσης στους [[Μεθάνιο|μεθανυδρίτες]] των πολικών περιοχών και υποθαλάσσια. Έγιναν διάφορες εκτιμήσεις για τη συνολική ποσότητα άνθρακα που αντιπροσωπεύουν τα κοιτάσματα αυτά, που κυμαίνονται μεταξύ 500 και 3.000 δισεκατομμυρίων τόννων<ref>Ocean methane stocks 'overstated', BBC, 17 Feb. 2004.</ref><ref>"Ice on fire: The next fossil fuel" by Fred Pearce, New Scientist, 27 June 2009, pp. 30-33.</ref>. Στο παρελθόν οι ποσότητες των ορυκτών [[Υδρογονάνθρακες|υδρογονανθράκων]] ήταν μεγαλύτερες. Σύμφωνα με μια πηγή, στη χρονική περίοδο μεταξύ [[1751]] και [[2008]] καταναλώθηκαν περίπου 347 δισεκατομμύρια τόννων ορυκτού άνθρακα και εκλύθηκαν στην ατμόσφαιρα με τη μορφή διοξειδίου του άνθρακα από τις καύσεις των [[Ορυκτά καύσιμα|ορυκτών καυσίμων]]<ref>Calculated from file global.1751_2008.csv in [1] from the Carbon Dioxide Information Analysis Center.</ref>. Ωστόσο, μια άλλη πηγή υπολογίζει την ποσότητα άνθρακα που προστέθηκε στην ατόσφαιραατμόσφαιρα από το [[1750]] σε 879 δισεκατομμύρια τόννους, ενώ συνολικά κατέληξαν στην ατμόσφαιρα, στη θάλασσα και στη γη (σε τυρφώνες) σχεδόν 2 τρισεκατομμύρια τόννοι άνθρακα<ref>Rachel Gross (Sept. 21, 2013). "Deep, and dank mysterious". New Scientist: 40–43.</ref>.

Όσο για τις ανεξάρτητες αλλομορφές άνθρακα, ο γραφίτης βρίσκεται σε μεγάλες ποσότητες στις [[ΗΠΑ]] (κυρίως στις πολιτείες της [[Νέα Υόρκη|Νέας Υόρκης]] και του [[Τέξας]]), στη [[Ρωσία]], στο [[Μεξικό]], στη [[Γροιλανδία]] και στην [[Ινδία]]. Τα φυσικά διαμάντια βρίσκονται σε πέτρωμα [[κιμπερλίτης|κιμπερλίτη]], που βρίσκεται σς αρχαίους [[ηφαίστειο|ηφαιστειακούς]] «λαιμούς» ή «σωλήνες». Τα μεγαλύτερα αποθέματα διαμαντιού βρίσκονται στην [[Αφρική]], περισσότερο στη [[Νότια Αφρική]], στη [[Ναμίμπια]], στη [[Μποτσουάνα]], στη [[Δημοκρατία του Κονγκό]] και στη [[Σιέρα Λεόνε]]. Υπάρχουν επίσης αποθέματα διαμαντιού στο [[Αρκάνσας]], στον [[Καναδάς|Καναδά]], στη Ρωσική Αρκτική, στη [[Βραζιλία]], καθώς και στη Βόρεια και Δυτική [[Αυστραλία]]. Διαμάντια έχουν επίσης ανακαλυφείανακαλυφθεί στον ωκεάνιο πυθμένα του [[Ακρωτήριο της Καλής Ελπίδος|Ακρωτήριου της Καλής Ελπίδος]]. Ωστόσο, εκτός από τα φυσικά διαμάντια, περίπου το 30% όλων των βιομηχανικά χρησιμοποιούμενων διαμαντιών στις ΗΠΑ είναι πλέον συνθετικά.

Ο σχηματισμός του ατομικού πυρήνα του άνθρακα απαιτεί μια σχεδόν ταυτόχρονη σύγκρουση τριών (3) [[σωματίδιο άλφα|σωματιδίων α]] (δηλαδή πυρήνων [[ήλιο|ηλίου]]) μέσα στον πυρήνα ενός [[γίγαντας αστέρας|γιγάντιου]] ή [[Υπεργίγαντας|υπεργιγάντιου]] [[Αστέρας|άστρου]], μια διαδικασία που είναι γνωστή ως [[διεργασία 3α]] (''triple-alpha process''), καθώς τα προϊόντα επιπλέον [[Πυρηνική σύντηξη|αντιδράσεων πυρηνικής σύντηξης]] ήλιου με υδρογόνο ή δύο πυρήνων ηλίου παράγουν αντίστοιχα λιθιολίθιο-5 και βηρύλλιο-8, που και τα δυο είναι πολύ ασταθή και διασπούνταιδιασπώνται σχεδόν ακαριαία πίσω σε μικρότερους πυρήνες<ref>Audi, G; Bersillon, O.; Blachot, J.; Wapstra, A.H. (1997). "The Nubase evaluation of nuclear and decay properties". Nuclear Physics A 624: 1. Bibcode:1997NuPhA.624....1A. doi:10.1016/S0375-9474(97)00482-X.</ref>. Η τριπλή αυτή σύγκρουση συμβαίνει σε θερμοκρασίες πάνω από 100 εκατομύριαεκατομμύρια Κέλβιν και (σχετικά υψηλή) συγκέντρωση πυρήνων ηλίου, δηλαδή συνθήκες που η ταχεία επέκταση και ψύξη του πρωτοσύμπαντος έκαναν απαγορευτικές. Γι' αυτό δεν σχηματίστηκε σημαντική ποσότητα άνθρακα κατά τη [[Μεγάλη Έκρηξη]]. Αντίθετα, τα εσωτερικά των άστρων επέτρεψαν σε οριζόντιο κλάδο τη μετατροπή τριών (3) πυρήνων ηλίου σε πυρήνα άνθρακα, με τη διεργασία 3α<ref>Ostlie, D.A. and Carroll, B.W. (2007). An Introduction to Modern Stellar Astrophysics. Addison Wesley, San Francisco. ISBN 0-8053-0348-0.</ref>. Για να είναι διαθέσιμoςδιαθέσιμος για το σχηματισμό της ζωής όπως την ξέρουμε, αυτός ο άνθρακας πρέπει στη συνέχεια να διασκορπίστηκε στο διάστημα, σε μορφή σκόνης, μάλλον σε εκρήξεις [[Υπερκαινοφανείς αστέρες|σουπερνόβα]], ως μέρος του υλικού που σχηματίζει αργότερα τη δεύτερη, ή και την τρίτη γενιά αστρικώαστρικών συστημάτων, που έχουν πλανήτες που φτιάχθηκανφτιάχτηκαν (και από αυτήν τη) σκόνη.

Περιοδικές εκπομπές διαφόρων ισοτοπικών μορφών του μονοξειδίου του άνθρακα (για παράδειγμα ¹²CO, ¹³CO και ¹⁸CO) είναι ανιχνεύστημεςανιχνεύσιμες σε [[χιλιοστόμετρο|υποχιλιοστομετρικό]] εύρος [[μήκος κύματος|μηκών κύματος]], και χρησιμοποιείται στη μελέτη [[αστρονεογέννηση|νεογέννητων άστρων]] (''star formation'') σε [[μοριακό νεφέλωμα|μοριακά νεφελώματα]]<ref>Pikelʹner, Solomon Borisovich (1977). Star formation. Springer. pp. 38–. ISBN 978-90-277-0796-3. Retrieved 2011-06-06.</ref>.

[[Αρχείο:Carbon cycle-cute diagram.svg|thumb|300px||Διάγραμμα του «κύκλου του άνθρακα»: Οι μαύροι αριθμοί δείχνουν πόσος άνθρακας αποθηκεύθηκεαποθηκεύτηκε σε διάφορες «δεξαμενές», σε δισεκατομμύρια τόννους (το «GtC» αντιπροσωπεύει γιγατόννουςγιγατόνους άνθρακα, με υπολογισμούς γύρω στο [[2004]]). Οι πορφυροί αριθμοί δείχουνδείχνουν πόσος άνθρακας μετακινήθηκε μεταξύ των δεξαμενών άνθρακα ανά έτος. Τα ιζήματα, όπως καθορίζονται στο διάγραμμα αυτό, δεν περιλαμβάνουν τους περίπου 70 τετράκις εκατομμύρια τόνους άνθρακα σε ανθρακούχα πετρώματα και [[κηροζίνη σχιστολίθων]] (''Kerogen in sedimentary rocks'').]]

Στις γήινες συνθήκες, η μετατροπή ενός χημικού στοιχείου σε ένα άλλο είναι πολύ σπάνια. Γι' αυτό, η ποσότητα του άνθρακα στη Γη είναι ουσιαστικά σταθερή. Έτσι, διεργασίες που χρησιμοποιούν άνθρακα πρέπει να τον λάβουν από κάπου, και να αποθέσουν το προϊόν της διεργασίας κάπου αλλού. Οι διαδρομές που ακολουθεί ο άνθρακας μέσα στο (γήινο) περιβάλλον σχηματίζει το λεγόμενο [[κύκλος του άνθρακα|κύκλο του άνθρακα]] (''carbon cycle''), μια διεργασία φυσικής [[ανακύκλωση]]ς του γήινου άνθρακα. Για παράδειγμα, τα [[φυτά]] απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και το χρησιμοποιούν για να παράξουν [[βιομάζα]], με τη διεργασία της [[αναπνοή του άνθρακα|αναπνοής άνθρακα]] (''carbon respiration'') ή τον [[κύκλος του Κάλβιν|κύκλο του Κάλβιν]] (''Calvin cycle''), μια διεργασία [[δέσμευση του άνθρακα|δέσμευσης του άνθρακα]]. Κάποια από αυτήν τη βιομάζα (των φυτών) τρώγεται από τα [[ζώα]], όπου κάποια ποσότητα από αυτόν τον άνθρακα εκπνέεται από αυτά τα ζώα ως διοξείδιο του άνθρακα. Ο κύκλος του άνθρακα είναι σημαντικά πιο πολύπλοκος από αυτόν το μικρό κύκλο: Για παράδειγμα, κάποια ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα διαλύεται στους ωκεανούς. Τα νεκρά φυτά και ζώα μπορεί να καταναλωθούν από βακτήρια ή και να μετατραπούν σε πετρέλαιο ή γαιάνθρακα, που μπορούν να καούν και να απελευθερώσεουναπελευθερώσουν διοξείδιο του άνθρακα<ref>Falkowski, P; Scholes, RJ; Boyle, E; Canadell, J; Canfield, D; Elser, J; Gruber, N; Hibbard, K et al. (2000). "The Global Carbon Cycle: A Test of Our Knowledge of Earth as a System". Science 290 (5490): 291–296. Bibcode:2000Sci...290..291F. doi:10.1126/science.290.5490.291. PMID 11030643.</ref><ref>Smith, T. M.; Cramer, W. P.; Dixon, R. K.; Leemans, R.; Neilson, R. P.; Solomon, A. M. (1993). "The global terrestrial carbon cycle". Water, Air, & Soil Pollution 70: 19–37. doi:10.1007/BF01104986.</ref>.

[[Αρχείο:Auto-and heterotrophs.png|thumb|300px|Σύνδεση μεταξύ του κύκλου του άνθρακα και του σχηματισμού οργανικών ενώσεων (στη φύση): Στα φυτά το διοξείδιο του άνθρακα ενώνεται με το νερό μέσω της [[φωστοσύνθεση|φωτοσύνθεσηςφωτοσύνθεση]]ς, για να σχηματίσει οργανικές ενώσεις (αρχικά [[υδατάνθρακες|σάκχαρα]]), που χρησιμοποιούνται τόσο από τα ίδια τα φυτά, όσο και από τα ζώα που τα τρώνε.]]

Ο άνθρακας έχει την ικανότητα να σχηματίζει πολύ μακρυέςμακριές αλυσίδες με δεσμούς C-C. Αυτή η ιδιότητα ονομάζεται [[αλυσοποίηση]] (''catenation''). Οι δεσμοί C-C είναι ισχυροί και σταθεροί. Αυτή η ιδιότητα επιτρέπει τον άνθρακα να μπορεί να σχηματίσει ένα σχεδόν άπειρο αριθμό πιθανών ενώσεων. Στην πραγματικότητα, οι γνωστές ανθρακούχες ενώσεις είναι περισσότερες από τις ενώσεις όλων των υπόλοιπων χημικών στοιχείων, εκτός από αυτές του υδρογόνου, γιατί οι περισσότερες [[οργανικές ενώσεις]] περιέχουν υδρογόνο.

Η απλούστερη μορφή οργανικών ενώσεων είναι οι [[υδρογονάνθρακες]], μια μεγάλη οικογένεια οργανικών ενώσεων που περιέχουν μόνο άνθρακα και υδρογόνο. Το μήκος της ανθρακικής αλυσίδας, η ύπαρξη διακλαδώσεων και [[χαρακτηριστικές ομάδες|λειτουργικών ομάδων]] επιρεάζουνεπηρεάζουν τις ιδιότητες των οργανικών ενώσεων.

Όταν συνδυάζονται άνθρακας, υδρογόνο και οξυγόνο, μπορούν να σχηματιστούν σημαντικές βιολογικές χημικές ενώσεις, που περιλαμβάνουν [[υδατάνθρακες|σάκχαρα]], [[λιγνάνες]], [[χιτίνες]], [[αλκοόλες]], [[λίπη]], [[εστέρες|αρωματικούς εστέρες]], [[καροτενοειδή]] και [[τερπένια]]. Μαζί και με το άζωτο σχηματίζονται [[αλκαλοειδή]], που με την προσθήκη και θείου σχηματίζουν επίσης [[αντιβιοτικά]], [[αμινοξεααμινοξέα]] και [[ελαστικό|λαστιχένια προϊόντα]]. Μαζί και με το φωσφόρο, τα παραπάνω χημικά στοιχεία (δηλαδή ο άνθρακας, το υδρογόνο, το οξυγόνο, το άζωτο, το θείο και ο φωσφόρος) σχηματίζουν [[DNA]] και [[RNA]], τον χημικό [[γενετικό κώδικα]], το φορέα της ζωής, καθώς και το [[ATP]], το σημαντικότερο μεταφορέα ενέργειας για όλα τα ζωντανά [[Κύτταρο|κύτταρα]].

Συνήθως ανθρακούχες ενώσεις που σχετίζονται με ορυκτά ή που δεν περιλαμβάνουν υδρογόνο ούτε φθόριο, έχουν μεταχείρησημεταχείριση διαφορετική από τις κλασσικές οργανικές ενώσεις. Ωστόσο ο ορισμός των ανόργανων ενώσεων του άνθρακα δεν είναι άκαμπτος. Περιλαμβάνει τα πιο απλά οξείδια του άνθρακα, δηλαδή το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂). Το τελευταίο (δηλαδή το διοξείδιο του άνθρακα) ήταν κάποτε κύριο συστατικό της παλαιοατμόσφαιρας της Γης, αλλά είναι δευτερεύων συστατικό της σημερινής ατμόσφαιρας του πλανήτη μας<ref>Levine, Joel S.; Augustsson, Tommy R.; Natarajan, Murali (1982). "The prebiological paleoatmosphere: stability and composition". Origins of Life and Evolution of Biospheres 12 (3): 245–259. Bibcode:1982OrLi...12..245L. doi:10.1007/BF00926894.</ref>. Όταν το διοξείδιο του άνθρακα διαλύεται στο νερό, σχηματίζει το [[ανθρακικό οξύ]] (H₂CO₃), αλλά οι περισσότερες ενώσεις με πολλαπλά άτομα οξυγόνου συνδεμένασυνδεδεμένα και με απλό δεσμό σε ένα μοναδικό άτομο άνθρακα είναι ασταθείς<ref>Loerting, T. et al. (2001). "On the Surprising Kinetic Stability of Carbonic Acid". Angew. Chem. Int. Ed. 39 (5): 891–895. doi:10.1002/(SICI)1521-3773(20000303)39:5<891::AID-ANIE891>3.0.CO;2-E. PMID 10760883.</ref>. Μέσω αυτού του ενδιάμεσου (δηλαδή του ανθρακικού οξέος) παράγονται ανθρακικά ιόντα (CO₃^2-), που σταθεροποιούνται μέσω του φαινομένου του συντονισμού ή μεσομέρειας. Κάποια σημαντικά ορυκτά είναι ανθρακικά, όπως ο αξιοσημείωτος [[ασβεστίτης]]. Ο [[διθειάνθρκας]] (CS₂) είναι παρόμοια (δομικά) ένωση. Το άλλο συνηθιμένοσυνηθισμένο οξείδιο είναι το μονοξείδιο του άνθρακα (CO). Σχηματίζεται με ατελή καύση ανθρακούχων υλικών. Είναι ένα άχρωμο και άοσμο αέριο (στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος). Το μόριό του περιέχει έναν τριπλό δεσμό και είναι μέτρια πολικό, με αποτέλεσμα να έχει μια τάση να σχηματίζει ένα μόνιμο δεσμό με την [[αιμογλοβίνη]], εκτοπίζοντας το οξυγόνο, γεγονός που οδηγεί σε χαμηλώτερηχαμηλότερη ικανότητα οξυγόνωσης του αίματος<ref>Haldane J. (1895). "The action of carbonic oxide on man". Journal of Physiology 18 (5–6): 430–462. PMC 1514663. PMID 16992272.</ref><ref name="Gorman, D. 2003">Gorman, D.; Drewry, A.; Huang, Y. L.; Sames, C. (2003). "The clinical toxicology of carbon monoxide". Toxicology 187 (1): 25–38. doi:10.1016/S0300-483X(03)00005-2. PMID 12679050.</ref>. Τα κυανιούχα ιόντα (CN^-) έχουν παρόμοια δομή, αλλά συμπεριφέρεται πολύ όμοια με τα ιόντα των [[αλογόνα|αλογόνων]], και γι' αυτό ονομάζεται συχνά ως «ψευδοαλογόνο». Για παράδειγμα σχηματίζει το [[δικυάνιο]] [(CN)₂], όμοια με το σχηματισμό των διατομικών μορίων των στοιχειακών αλογόνων. Μερικά άλλα, λιγότερο συνηθισμένα και (επομένως λιγότερο) γνωστά οξείδια του άνθρακα είναι το [[υποξείδιο του άνθρακα]] (C₃O₂)<ref name="Gorman, D. 2003"/>, το ασταθές [[μονοξείδιο του διάνθρακα]] (C₂O)<ref>Bayes, K. (1961). "Photolysis of Carbon Suboxide". Journal of the American Chemical Society 83 (17): 3712–3713. doi:10.1021/ja01478a033.</ref><ref>Anderson D. J.; Rosenfeld, R. N. (1991). "Photodissociation of Carbon Suboxide". Journal of Chemical Physics 94 (12): 7852–7867. Bibcode:1991JChPh..94.7857A. doi:10.1063/1.460121.</ref>, το [[τριοξείδιο του άνθρακα]] (CO₃)<ref>Sabin, J. R.; Kim, H. (1971). "A theoretical study of the structure and properties of carbon trioxide". Chemical Physics Letters 11 (5): 593–597. Bibcode:1971CPL....11..593S. doi:10.1016/0009-2614(71)87010-0.</ref><ref>Moll N. G., Clutter D. R., Thompson W. E. (1966). "Carbon Trioxide: Its Production, Infrared Spectrum, and Structure Studied in a Matrix of Solid CO2". Journal of Chemical Physics 45 (12): 4469–4481. Bibcode:1966JChPh..45.4469M. doi:10.1063/1.1727526.</ref>, η [[κυκλοπεντανοπεντόνη]] (C₅O₅)<ref name="fatiadi">

Με δραστικά [[μέταλλα]], όπως το [[βολφράμιο]], ο άνθρακας σχηματίζει [[καρβίδια]] (C^4-) ή [[ακετυλενίδια]] (C₂^2-) ή και [[κράμα]]τα με υψηλές [[τήξη|θερμοκρασίες τήξης]]. Αυτά τα ανιόντα σχετίζονται επίσης με το [[μεθάνιο]] και το [[αιθίνιο]], που είναι και τα δυο πολύ ασθενή οξέα. Με ηλεκτραρνητικότητα ίση με 2,5<ref>Pauling, L. (1960). The Nature of the Chemical Bond (3rd ed.). Ithaca, NY: Cornell University Press. p. 93. ISBN 0-8014-0333-2.</ref>, ο άνθρακας «προτιμά» να σχηματίζει ομοιοπολικούς δεσμούς. Λίγα καρβίδια, όμως, έχουν ομοιοπολικές δομές, όπως για παράδειγμα το [[καρβίδιο του πυριτίου]] (SiC).

Παρόλο που είναι κατανοητό ότι ο άνθρακας σχηματίζει αποκλειστικά τέσσερειςτέσσερις (4) δεσμούς, έχει αναφερθειαναφερθεί μια ενδιαφέρουσα ένωση που περιέχει ένα [[οκτάεδρο|οκταεδρικό]] άτομο άνθρακα με έξι (6) συναρμοτές: Πρόκειται για το σύμπλοκο [[ιόν|κατιόν]] [(Ph₃PAu)₆C]²⁺. Αυτό το φαινόμενο αποδώθηκεαποδόθηκε στη [[χρυσοφιλία]] των συναρμωτών του [[χρυσός|χρυσού]]<ref>Scherbaum, Franz et al. (1988). ""Aurophilicity" as a consequence of Relativistic Effects: The Hexakis(triphenylphosphaneaurio)methane Dication [(Ph3PAu)6C]2+". Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 27 (11): 1544–1546. doi:10.1002/anie.198815441.</ref>.

[[Αρχείο:Antoine lavoisier.jpg|thumb|upright|left|Ο [[Αντουάν Λωράν Λαβουαζιέ]] (''Antoine Lavoisier'') στα νειάτανιάτα του.]]

[[Αρχείο:Carl Wilhelm Scheele from Familj-Journalen1874.png|thumb|upright|Ο [[Καρλ ΓουΐλχελμΒίλχελμ ΣχηλΣέελε]] (''Carl Wilhelm Scheele'')]]

Η [[αγγλική γλώσσα|αγγλική]] ονομασία ''carbon'' προέρχεται από τη [[λατινική γλώσσα|λατινική]] ''carbo'', που χρησιμοποιώτανχρησιμοποιούνταν για το γαιάνθρακα και τον ξυλάνθρακα<ref>Shorter Oxford English Dictionary, Oxford University Press.</ref>, από την οποία προήλθε επίσης η [[γαλλική γλώσσα|γαλλική]] ''charbon'', που σημαίνει ξυλάνθρακας. Στα [[γερμανική γλώσσα|γερμανικά]], στα [[ολλανδική γλώσσα|ολλανδικά]] και στα [[ΔανίαΔανική γλώσσα|δανικά]] οι ονομασίες για τον άνθρακα είναι ''kohlenstoff'', ''koolstof'' και ''kulstof'', αντιστοίχως, που όλες κυριολεκτικά σημαίνουν «ανθρακούχα ουσία».

Το [[1722]], ο [[Ρενέ ΑντοΐνΑντουάν ΦερχάλτΦερσώ ντε ΡέαουμαρΡεωμύρ]] (''René Antoine Ferchault de Réaumur'') επέδειξε τη μετατροπή του σιδήρου σε χάλυβα μέσω απορρόφησης μιας ουσίας, που τώρα είναι πια γνωστή ως άνθρακας<ref>Ferchault de Réaumur, R-A (1722). L'art de convertir le fer forgé en acier, et l'art d'adoucir le fer fondu, ou de faire des ouvrages de fer fondu aussi finis que le fer forgé (English translation from 1956). Paris, Chicago.</ref>. Το [[1772]], ο Αντουάν Λωράν Λαβουαζιέ (''Antoine Lavoisier'') απέδειξε ότι τα διαμάντια είναι μια μορφή άνθρακα, αφού όταν καίγονται δείγματα ξυλοκάρβουνου ή διαμαντιού δεν παράγεται ίχνος υγρασίας και επιπλέον και τα δυο εκλύουν την ίδια ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα, ανά γραμμάριο δείγματος<ref>"Carbon". Canada Connects. Retrieved 2010-12-07.</ref>. Το [[1779]], ο [[Καρλ ΓουΰλχελμΒίλχελμ ΣχηλΣέελε]] (''Carl Wilhelm Scheele'') έδειξε ότι ο γραφίτης, που νόμιζαν τότε ότι είναι μια μορφή [[μόλυβδος|μολύβδου]], είναι ομοούσιος με το ξυλοκάρβουνο, αλλά με μια μικρή πρόσμειξη σιδήρου, και ότι έδεινεέδινε ''aerial acid'' (δηλαδή αέριο οξύ, όπως ονόμαζε τότε ο ερευνητής το διοξείδιο του άνθρακα) όταν επιδρούσε (στο γραφίτη) με νιτρικό οξύ<ref>Senese, Fred. "Who discovered carbon?". Frostburg State University. Retrieved 2007-11-24.</ref>. Το [[1786]], οι [[Γαλλία|Γάλλοι]] επιστήμονες [[ΚλαούντΚλοντ ΛουΐςΛουί ΜπερθολλέτΜπερτολέ]] (''Claude Louis Berthollet''), [[ΓκασπάρντΓκασπάρ ΜονγκέΜονζ]] (''Gaspard Monge'') και [[Βεντερμοντέ]] (''C. A. Vandermonde'') επιβεβαίωσαν ότι ο γραφίτης αποτελείται κυρίως από άνθρακα, οξειδώνοντάς τον με τον ίδιο τρόπο που είχε χρησιμοποιήσει ο Λαβουαζιέ για το διαμάντι<ref>Giolitti, Federico (1914). The Cementation of Iron and Steel. McGraw-Hill Book Company, inc.</ref>. Κάποια πρόσμειξη σιδήρου και πάλι απέμεινε, γεγονός που οδήγησε τους Γάλλους ερευνητές επιστήμονες στη σκέψη ότι ο σίδηρος είναι απαραίτητος για τη δομή του γραφίτη. Ωστόσο, στη δημοσίευσή τους πρότητανπρότειναν την ονομασία ''carbone'' (από το λατινικό ''carbonum'') για το χημικό στοιχείο στο γραφίτη, που σχημάτιζε ένα αέριο όταν καίγονταν ο γραφίτης. Τελικά, ο Λαβουαζιέ περιέλαβε και τον άνθρακα στη λίστα των χημικών στοιχείων στο βιβλίο του το [[1789]]<ref>Senese, Fred (200-09-09). "Who discovered carbon?". Frostburg State University. Retrieved 2007-11-24.</ref>.

Μια ένα αλλομορφή του άνθρακα, το φουλλερένιο[[φουλερένιο]], ανακαλύφθηκε το [[1985]]<ref>Kroto, H. W.; Heath, J. R.; O'Brien, S. C.; Curl, R. F.; Smalley, R. E. (1985). "C60: Buckminsterfullerene". Nature 318 (6042): 162–163. Bibcode:1985Natur.318..162K. doi:10.1038/318162a0.</ref>, που περιλαμβάνει νανοδομές μορφών όπως οι μπακισφαίρες και οι νανοσωλήνες<ref name="buckyballs"/>. Οι εφευρέτες τους, [[Ρόμπερτ ΚουρλΚερλ]] (''Robert Curl''), [[ΧάρολντΧάρρυ Κρότο]] (''Harold Kroto'') και [[Ρίτσαρντ ΣμώλλεϋΣμώλυ]] (''Richard Smalley''), έλαβαν το [[Βραβείο Νόμπελ]] Χημείας το [[1996]]<ref>"The Nobel Prize in Chemistry 1996 "for their discovery of fullerenes"". Retrieved 2007-12-21.</ref>. Το αποτέλεσμα των ερευνών τους ανανέωσε το ενδιαφέρον για νέες αλλομορφές και οδήγησε στην ανακάλυψη επιπλέον εξωτικών αλλομορφών, που περιλαμβάνουν τον υαλώδη άνθρακα και τη συνειδητοποίηση ότι ο αποκαλούμενος «άμορφος άνθρακας» δεν είναι τελείως άμορφος<ref name="glassy carbon"/>.

Υπάρχουν τρεις τύποι φυσικού γραφίτη: Ο «άμορφος», ο «φυλλώδης» ή «κρυσταλλινοφυλλώδης» και η φλέβα ή σβώλος. Ο άμορφος γραφίτης είναι η πιο χαμηλή σε ποιότητα και πιο άφθονη σε ποσότητα. Σε αντίθεση με τους επιστημονικούς όρους, στη [[βιομηχανία]] ο όρος «άμορφος» αναφέρεται στο πολύ μικρό κρυσταλλικό μέγεθος και όχι στην απόλυτη απουσία κρυσταλλικής δομής. Ο άμορφος γραφίτης χρησιμοποιείται για κατώτερης ποιότητας προϊόντα γραφίτη και είναι ο πιο φθηνός γραφίτης. Μεγάλα αποθέματα αυτού του γραφίτη έχουν βρεθεί στην [[Κίνα]], στην [[Ευρώπη]], στο [[Μεξικό]] και στις [[ΗΠΑ]]. Ο φυλλώδης γραφίτης είναι μια λιγότερο συνηθισμένη και υψηλότερης ποιότητας γραφίτης (σε σύγκριση με τον άμορφο). Βρίσκεται σε ξεχωριστές πλάκες που κρυσταλλώθηκαν σε ένα μεταμορφωσιογενές πέτρωμα. Ο φυλλώδης γραφίτης μπορεί να έχει ως και τετραπλάσια οικονομική αξία σε σχέση με τον άμορφος. Οι καλής ποιότητας πλάκες μπορούν να επεξεργαστούν σε «επεκτάσιμο γραφίτη» για πολλές χρήσεις, όπως επιβραδυντικά φλόγας. Κοιτάσματα φυλλώδους γραφίτη έχουν βρεθεί στην [[Αυστρία]], στη [[Βραζιλία]], στον [[Καναδάς|Καναδά]], στην [[Κίνα]], στη [[Γερμανία]] και στη [[Μαδαγασκάρη]]. Οι φλέβες ή σβώλοι γραφίτη είναι ο πιο σπάνιος και πιο ακριβός οικονομικά τύπος φυσικού γραφίτη. Βρίσκεται σςστις φλέβες με διακοπτώμενεςδιακοπτόμενες επαφές με στερεούς σβώλους γραφίτη. Το μόνο οικονομικά βιώσιμο κοίτασμα τέτοιου γραφίτη που εξορίσεταιεξορύσσεται βρίσκεται στη [[Σρι Λάνκα]]<ref name=USGS/>.

Σύμφωνα με την [[Γεωλογική Επιθεώρηση των ΗΠΑ]] (''USGS''), η παγκόσμια παραγωγή σε φυσικό γραφίτη ήταν 1,1 εκατομμύρια τόννοι το [[2010]], από την οποία η [[Κίνα]] συνεισέφερε 800.000 τόννους, η [[Ινδία]] 130.000 τόννους, η [[Βραζιλία]] 76.000 τόννους, η [[Βόρεια Κορέα]] 30.000 τόννους και ο [[Καναδάς]] 25.000 τόννους. Δεν αναφέρθηκε εξόρρυξηεξόρυξη φυσικού γραφίτη στις [[ΗΠΑ]], αλλά αντ' αυτού παράχθηκαν το [[2009]] 118.000 συνθετικού γραφίτη, με εκτιμώμενη αξία 998 εκατομμύρια [[δολλάριο|δολλάρια]]<ref name=USGS/>.

Μόνο ένα μικρό κλάσμα του υλικού που εξορρύσεταιεξορύσσεται από τα αδαμαντορυχεία αποτελείται από πραγματικά διαμάντια. Το εξόρυγμα συνθλίβεται, αλλά με τρόπο που αποφεύγει την καταστροφή τυχόν μεγάλων διαμαντιών, και επομένως τα υλικά προϊόντα αυτής της «προσεκτικής» σύνθλιψης ταξινομούνται κατά πυκνότητα. Σήμερα, τα διαμάντια εντοπίζονται στο πλούσιο σε διαμάντια κλάσμα πυκνότητας της παραπάνω ταξινόμισηςταξινόμησης με χρήση [[φθορισμός με ακτίνες Χ|φθορισμού με ακτίνες Χ]]. Μετά τον εντοπισμό τους, τα τελικά στάδια κατάταξης γίνονται χειροποίητα. Πριν γίνει συνηθισμένη η χρήση των [[ακτίνες Χ|ακτίνων Χ]], ο διαχωρισμός γινόταν με [[γράσο|ζώνες γράσου]], εφόσον τα διαμάντια έχουν μεγαλύτερη τάση να κολλάνε στο γράσο από τα υπόλοιπα υλικά που εξορύσονταιεξορύσσονται αρχικά μαζί τους στο κοίτασμα<ref>Harlow, G. E. (1998). The nature of diamonds. Cambridge University Press. p. 223. ISBN 0-521-62935-7.</ref>.

Ιστορικά, τα διαμάντια ήταν γνωστό ότι βρίσκονται μόνο στα προσχωματικά κοιτάσματα στη νότια [[Ινδία]]<ref>Catelle, W.R. (1911). The Diamond. John Lane Company. Page 159 discussion on Alluvial diamonds in India and elsewhere as well as earliest finds</ref>. Η Ινδία προηγήθηκε στον κόσμο σε εξόρυξη διαμαντιών από τον καιρό της ανακάλυψής τους, περίπου κατά τον [[9ος αιώνας π.Χ.|9ο αιώνα π.Χ.]]<ref>Ball, V. (1881). Diamonds, Gold and Coal of India. London, Truebner & Co. Ball was a Geologist in British service. Chapter I, Page 1</ref> ως τα μέσα του [[18ος αιώνας|18ου αιώνα μ.Χ.]], αλλά η εμπορική δυναμική αυτών των κοιτασμάτων εξαντλήθηκε κατά τυατα τέλη του 18ου αιώνα και από τότε η Ινδία αντικαταστάθηκε (στην πρώτη θέση παραγωγής διαμαντιών) από τη [[Βραζιλία]], όπου βρέθηκαν για πρώτη φορά διαμάντια εκτός της Ινδίας το [[1725]]<ref>Hershey, J. W. (1940). The Book Of Diamonds: Their Curious Lore, Properties, Tests And Synthetic Manufacture. Kessinger Pub Co. p. 28. ISBN 1-4179-7715-9.</ref>.

Η παραγωγή διαμαντιών από τα κύρια κοιτάσματα ([[κιμπερλίτες]] και [[λαμπροΐτες]]) άρχισε από τη δεκαετία [[1870]], μετά αόαπό την ανακάλυψη αδαμαντοφόρων πεδίων στη [[Νότια Αφρική]]. Η παραγωγή αυξήθηκε με το χρόνο και τώρα υπολογίστηκε ότι μέχρι σήμερα εξορύχθηκανεξορύχτηκαν 4,5 δισεκατομμύρια [[καράτι]]α διαμαντιών<ref name=giasummer2007>Janse, A. J. A. (2007). "Global Rough Diamond Production Since 1870". Gems and Gemology (GIA). XLIII (Summer 2007): 98–119. doi:10.5741/GEMS.43.2.98.</ref>. Περίπου 20% της παραπάνω ποσότητας εξορύχθηκεεξορύχτηκε κατά τα τελευταία [[5 (αριθμός)|5]] χρόνια μόνο, ενώ κατά τα τελευταία [[10 (αριθμός)|10]] χρόνια [[9 (αριθμός)|9]] νέα ορυχεία άρχισαν να παράγουν και [[4 (αριθμός)|4]] επιπλέον ετοιμάζονται να ανοίξουν σύντομα. Τα περισσότερα από αυτά τα ορυχεία εντοπίζονται στον [[Καναδάς|Καναδά]], στη [[Ζιμπάμπουε]], στην [[Αγκόλα]] και στη [[Ρωσία]]<ref name=giasummer2007/>.

Στις [[ΗΠΑ]], διαμάντια βρέθηκαν στο [[Αρκάνσας]], στο [[Κολοράντο]] και στη [[Μοντάνα]]<ref name=DGemGLorenz>Lorenz, V. (2007). "Argyle in Western Australia: The world's richest diamantiferous pipe; its past and future". Gemmologie, Zeitschrift der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft (DGemG) 56 (1/2): 35–40.</ref><ref>"Microscopic diamond found in Montana". The Montana Standard. 2004-10-17. Retrieved 2008-10-10.</ref>. Το [[2004]] έγινε μια ανακάλυψη ενός μικροσκοπικού διαμαντιού στις [[ΗΠΑ]]<ref>Cooke, Sarah (2004-10-19). "Microscopic Diamond Found in Montana". Livescience.com. Archived from the original on 2008-07-05. Retrieved 2008-09-12.</ref>, που οδήγησε τον Ιανουάριο του [[2008]] στην ανακάλυψη σωλήνων κιμπερλίτη σε μια απομακρυσμένη περιοχή της Μοντάνα<ref>Delta News / Press Releases / Publications". Deltamine.com. Archived from the original on 2008-05-26. Retrieved 2008-09-12.</ref>.

Σήμερα, τα πιο βιώσιμα οικονομικών κοιτάσματα διαμαντιών βρίσκονται στη [[Ρωσία]], στηνστη [[ΜποτζουάναΜποτσουάνα]], στην [[Αυστραλία]] και στο [[Κογκό]]<ref>Marshall, Stephen; Shore, Josh (2004-10-22). "The Diamond Life". Guerrilla News Network. Archived from the original on 2008-06-09. Retrieved 2008-10-10.</ref>. Το [[2005]] παράχθηκε στη Ρωσία περίπου το 1/5 της παγκόσμιας παραγωγής διαμαντιών, σύμφωνα με αναφορές της Βρετανικής Γεωλογικής Επιθεώρησης. Η Αυστραλία έχει τον πλουσιότερο αδαμαντοφόρο σωλήνα με ετήσια παραγωγή που έφθασε στο μέγιστο των 42 [[μετρικός τόνος|μετρικούς τόνους]] στη δεκαετία του [[1990]]<ref name=DGemGLorenz/>. Υπάρχουν ακόμη εμπορικά κοιτάσματα που εξορύσονταιεξορύσσονται στις Βορειοδυτικές περιοχές του Καναδά, στη [[Σιβηρία]] (κυρίως στη [[Δημοκρατία των Σαχά|Γιακούτια περιοχήΓιακουτία]], για παράδειγμα οι αδαμαντοφόροι σωλήνες Μιρ (''Mir'') και ''Udachnaya''), καθώς και στη Βόρεια και Δυτική Αυστραλία.

[[Αρχείο:C60-Fulleren-kristallin.JPG|thumb|left|Το ''C''₆₀ φουλλερένιοφουλερένιο σε κρυσταλλική μορφή.]]

Ο άνθρακας είναι ζωτικής σημασίας για όλες τις γνωστές μορφές ζωής, δηλαδή χωρίς αυτόν δεν εννοείται ζωή, τουλάχιστον όπως την ξέρουμε (δείτε την [[εναλλακτική βιοχημεία]], για κάποιες υποθετικές αντιρρήσεις). Η κύρια οικονομική χρήση του άνθρακα, πέρα από τη χρήση ανθρακούχων τροφών και της [[ξυλεία]]ς, γίνεται με τη μορφή των [[υδρογονάνθρακες|υδρογονανθράκων]], με μεγαλύτερη έμφαση στα καύσιμα που προέρχονται από το [[φυσικό αέριο]] και το [[πετρέλαιο|αργό πετρέλαιο]]. Το αργό πετρέλαιο χρησιμοποιείται από την [[πετροχημική βιομηχανία]] για την παραγωγή, μεταξύ άλλων, [[βενζίνη]]ς και [[κηροζίνη]]ς, μέσω της διεργασίας της [[διυλιστήριο|διύλισης]], σε [[Διυλιστήριο πετρελαίου|διυλιστήρια]]. Η [[κυτταρίνη]] είναι ένα φυσικό ανθρακούχο πολυμερές που παράγεται από τα [[φυτά]], αν και συνήθως λαμβάνεται από το [[βαμβάκι]], το [[λινάρι]] και την [[κάνναβη]]. Η κυτταρίνη χρησιμοποιείται κυρίως για τη διατήρισηδιατήρηση της δομής των φυτών. Υπάρχουν και ζωικής προέλευσης οικονομικώς πολύτιμα φυσικά ανθρακούχα πολυμερή, όπως το [[μαλλί]], το [[κασμίρι]] και το [[μετάξι]]. Τα [[πλαστικό|πλαστικά]] είναι από συνθετικά ανθρακούχα πολυμερή, που συχνά περιέχουν επίσης [[οξυγόνο]], [[άζωτο]] ή και [[αλογόνα]]. Οι πρώτες ύλες για πολλά από αυτά τα συνθετικά υλικά προέρχονται επίσης από το αργό πετρέλαιο.

Οι χρήσεις του άνθρακα και των ενώσεών του είναείναι εξαιρετικά ποικίλες. Μπορεί να σχηματίσει [[κράμα]]τα με το [[σίδηρος|σίδηρο]], το πιο συνηθισμένο από τα οποία είναι ο [[χάλυβας]]. Ο γραφίτης, (συχνά) μαζί με [[άργιλλοςάργιλος|άργιλο]] και συνθετικά συνδετικά, χρησιμοποιείται για κατασκευή μυτών από [[μολύβι]]α (κοινά και μηχανικά) για [[γραφή|γράψιμο]], [[σχέδιο|σχεδίαση]] και [[ζωγραφική]]. Χρησιμοποιείται επίσης ως ένα λιπαντικό, ως ένα χρώμα βαψίματος, ως ένα υλικό χύτευσης για παραγωγή [[γυαλί|γυαλιού]], για [[ηλεκτρόδιο|ηλεκτρόδια]] σε ξηρές [[μπαταρία|μπαταρίες]] και σε [[ηλεκτροεπιμετάλλωση|ηλεκτροεπικάλυψη]] και [[ηλεκτροδιαμόρφωση]], σε [[ψύκτρα|ψύκτρες]] για [[Ηλεκτρικός κινητήρας|ηλεκτροκινητήρες]] και ως ένας [[επιβραδυντής νετρονίων]] σε [[Πυρηνικός αντιδραστήρας|πυρηνικούς αντιδραστήρες]].

Το ξυλοκάρβουνο χρησιμοποιήθηκε ως ένα υλικό για σχεδίαση στη ζωγραφική, για ψήσιμο (δηλαδή στη [[μαγειρική]]), και για πολλές άλλες χρήσεις, που περιλαμβάνουν την εκκαμίνευση σιδήρου. Το ξύλο, το κάρβουνο και το πετρέλαιο χρησιμοποιήθηκαν ως καύσιμες ύλες για παραγωγή ενέργειας και για θέρμανση χώρων. Τα διαμάντια ποιότητας κοσμήματος χρησιμοποιούνται στην κοσμηματοποιία, ενώ τα βιομηχανικής ποιότητας διαμάντια χρησιμοποιούνται για διάτρηση, κοπή και λείανση εργαλείων, για επεξεργασία μετάλλων και λίθων. Τα [[πλαστικά]] γίνονται από ορυκτούς υδρογονάνθρακες και τα [[ανθρακονήματα]] γίνονται με [[πυρόλυση]] συνθετικών [[πολυεστέρας|πολυεστερικών]] νημάτων και χρησιμοποιούνται για την ενίσχυση πλαστικών για την κατασκευή προχωρημένων ελαφρών [[σύνθετο υλικό|σύνθετων υλικών]]. Ακόμη, ανθρακονήματα παράγονται και με πυρόλυση εξωθημένων και τεντωμένων νημάτων [[πολυακρυλονιτρίλιο]]υ (PAN = PolyAcryloNitrile) και άλλων οργανικών ουσιών. Η [[κρυσταλλογραφική δομή]] και οι μηχανικές ιδιότητες των ανθρακονημάτων εξαρτώνται από τον τύπο της πρώτης ύλης, αλλά και από την επακόλουθη επεξεργασία. Τα ανθρακονήματα που γίνονται από PAN έχουν δομή που μοιάζει με στενά φύλλα γραφίτη, αλλά η θερμική επεξεργασία μπορεί να επανοργανώσει τη δομή σε ένα συνεχόμενο ελαστικό φύλλο. Το αποτέλεσμα είναι ανθρακονήματα με υψηλότερη [[σχετική δύναμη εφελκυσμού]] ακόμη και από το χάλυβα<ref>Cantwell, W. J.; Morton, J. (1991). "The impact resistance of composite materials – a review". Composites 22 (5): 347–62. doi:10.1016/0010-4361(91)90549-V.</ref>.

Η [[αιθάλη]] χρησιμοποιήθηκε ως έναη μαύρομαύρη χρώμα[[χρωστική]] γιαουσία του [[εκτυπωτήςμελάνη|εκτυπωτικόμελανιού]] μελάνιτης [[τυπογραφία]]ς, για καλλιτεχνικό [[ελαιόχρωμα]] και για [[υδρόχρωμα|υδροχρώματα]], για [[χαρτί αντιγραφής]] (καρμπόν), για [[φινίρισμα]] [[αυτοκίνητο|αυτοκινήτων]], για [[ινδικό μελάνι]] και για κασέτα επικτυπωτή[[εκτυπωτής|εκτυπωτή]] [[λέιζερ]]. Η αιθάλη χρησιμοποιήθηκε επίσης ως ένα υλικό πλήρωσης για [[λάστιχοΚαουτσούκ|λαστιχένια]] προϊόντα, όπως [[ελαστικός τροχός|ελαστικοί τροχοί]] και σε πλαστικές ενώσεις. Ο [[ενεργός άνθρακας]] χρησιμοποιείται ως ένα [[προσρόφηση|προσροφητικό]] και ως εναένα προσροφητικό υλικό [[διήθηση]]ς σε εφαρμογές τόσο διαφορετικές μεταξύ τους όπως οι [[αντιασφυξιογόνα μάσκα|αντιασφυξιογόνες μάσκες]], ο [[καθαρισμός νερού]], οι [[απορροφητήρας κουζίνας|απορροφητήρες κουζίνας]] και στην [[ιατρική]] για την απορρόφηση [[τοξίνηΤοξίνες|τοξινών]], [[δηλητήριο|δηλητηρίων]] ή και αερίων από ένα [[πεπτικό σύστημα]]. Ο άνθρακας χργσιμοποιείταιχρησιμοποιείται για [[χημική αντίδραση|αντιδράσεις]] [[οξειδοαναγωγή|αναγωγής]] σε υψηλές θερμοκρασίες. Ο [[οπτάνθρακας]] χρησιμοποιείται για την αναγωγή σιδηρούχων ορυκτών σε (μεταλλικό) σίδηρο. Η [[βαφή χάλυβα]] επιτυγχάνεται με θέρμανση τελειωμένων χαλύβδινων προϊόντων με σκόνη άνθρακα. Το [[καρβίδιο του πυριτίου]] (SiC), το [[καρβίδιο του βολφραμίου]] (WC), το [[καρβίδιο του βορίου]] (B₄) και το [[καρβίδιο του τιτανίου]] (TiC) είναι ανάμεσα στα σκληρότερα γνωστά υλικά, και χρησιμοποιούνται ως «δόντια» σε εργαλεία κοπής και λείανσης. Ο [[ρουχισμός]], φυσικές και συνθετικές υφάνσιμες ύλες καθώς και το φυσικό και το συνθετικό [[δέρμα]], περιέχουν ανθρακούχες ουσίες, καθώς και όλες οι εσωτερικές επιφάνειες στο [[οικιστικό περιβάλλον]], εκτός από αυτές που χρησιμοποιούν άλλα υλικά, όπως [[γυαλί]], [[πέτρωμα|πετρώματα]] και [[μέταλλα]].

Ο καθαρός άνθρακας έχει εξαιρετικά μικρή [[τοξικότητα]] για τους ανθρώπους και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και να καταπωθεί με ασφάλεια, στις μορφές του γραφίτη και του ξυλοκάρβουνου. Αντιστέκεται στη διάλυση ή σε χημικές προσβολές, ακόμη και στο [[οξύ|όξινο]] περιβάλλον του [[πεπτικό σύστημα|πεπτικού σωλήνα]]. Κατά συνέπεια αν και όταν εισέλθει στους [[Ιστός (βιολογία)|ιστούς]] του ανθρώπινου σώματος πιθανότατα παραμένει εκεί επ 'αόριστον. Η αιθάλη ήταν πιθανόταπιθανότατα μια από τις πρώτες βαφές που χρησιμοποιήθηκαν για [[δερματοστιξία]] και ο [[παγάνθρωπος Ότζι]] (''Ötzi the Iceman'') βρέθηκε να έχει ανθρακούχα δερματοστιξία που έμειναν επάνω του για όλη του τη ζωή και άλλα 5.200 χρόνια μετά το θάνατό του<ref>Dorfer, Leopold; Moser, M; Spindler, K; Bahr, F; Egarter-Vigl, E; Dohr, G (1998). "5200-year old acupuncture in Central Europe?". Science 282 (5387): 242–243. Bibcode:1998Sci...282..239D. doi:10.1126/science.282.5387.239f. PMID 9841386.</ref>. Ωστόσο, η εισπνοή καρβουνόσκονης ή αιθάλης σε μεγάλες ποσότητες μπορεί να είναι επικίνδυνη, γιατί ερεθίζει τους ιστούς των [[πνεύμονας|πνευμόνων]] και προκαλεί συμφορητική πνευμονοπάθεια ή [[πνευμονοκονίαση των ανθρακωρύχων]]. Ομοίως, η διαμαντόσκονη, που χρησιμοποιείται ως λειαντικό, μπορεί να προκαλέσει βλάβες αν καταπωθεί ή εισπνευθεί. Μικροσωματίδια άνθρακα παράγονται από τις εξατμίσεις κινητήρων ντίζελ και μπορούν να συσσωρευτούν στους πνεύμονες<ref>Donaldson, K; Stone, V; Clouter, A; Renwick, L; MacNee, W (2001). "Ultrafine particles". Occupational and Environmental Medicine 58 (3): 211–216. doi:10.1136/oem.58.3.211. PMC 1740105. PMID 11171936.</ref>. Σε αυτά τα παραδείγματα, όμως, τα βλαβερά αποτελέσματα μπορεί να είναι αποτέλεσμα μόλυνσης των σωματιδίων άνθρακα με οργανικά χημικά ή και βαριά μέταλλα και όχι από τον ίδιο τον άνθρακα.

Επίσης, ο άνθρακας μπορεί να καεί ζωηρά και έντονα παρουσία αέρα σε υψηλές θερμοκρασίες, όπως στην [[πυρκαγιά του ΓουΐντσκαλΓουίντσκεϊλ]] (''Windscale fire''), που προκλήθηκε από την ξαφνική έκλυση [[φαινόμενο ΓουΐγκνερΓουίγκνερ|αποθηκευμένης ενέργειας ΓουΐγκνερΓουίγκνερ]] (''Wigner energy'') σε πυρήνα γραφίτη. Μεγάλες συγκεντρώσεις άνθρακα, που έχουν παραμείνει αδρανή για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, απουσία οξυγόνου, μπορεί αυθόρμητα να αναφλεγούν, αν εκτεθούν στον αέρα, για παράδειγμα σε ένα σε χωματερές ανθρακωρυχείου.

Η μεγάλη ποικιλία των ανθρακούχων ενώσεων περιλαμβάνουν θανατηφόρα δηλητήρια, όπως η [[τετροδοτοξίνη]], η [[λεκτίνες|λεκτίνη]] [[ρυζίνη]] από σπόρους της [[ρετσινολαδιά]]ς, τα [[υδροκυάνιο|κυανιούχα ιόντα]] (CN^-) και το [[μονοξείδιο του άνθρακα]], αλλά και ενώσεις ζωτικές για τους ζώντες οργανισμούς, όπως η [[γλυκόζη]] και οι [[πρωτεΐνες]].

{{παραπομπές|230em}}