Carbono C. Elemento não metálico pertencente ao IV grupo da Tabela Periódica. Z = 6, configuração eletrônica: 1s22s22p2, MA = 12,011, PF ~ 3550°C, PE = 4289°C. Ele tem dois isótopos estáveis (com números de massa 12 e 13) e 4 radioativos (números de massa 10, 11, 14 e 15). O 14C é usado no processo de datação. Quimicamente, é o único elemento capaz de formar muitos compostos contendo cadeias e anéis apenas de átomos de carbono. Apresenta três formas alotrópicas: diamante, grafite e fulereno. A figura abaixo ilustra as estruturas destas três formas.

Estrutura do diamante.
Estrutura da grafite.
Estrutura molecular do fulereno, C60.
Arranjo cristalino cúbico de faces centradas de moléculas C60, no fulereno


diamante: C, d = 3,52 g.cm-3. Ocorre naturalmente e pequenas quantidades podem ser produzidas sinteticamente. É extremamente duro e forma cristais altamente refrativos. A dureza do diamante resulta da sua estrutura cristalina covalente, na qual, cada átomo de carbono está ligado covalentemente a quatro outros, situados nos vértices de um tetraedro. A ligação C – C tem comprimento 1,54Å e ângulo de 109,5°.

Veja alguns diamantes famosos:
Diamante de Dresden
Diamante de Cullinan I.
Diamante Tiffany
Anel de brilhante
(diamante lapidado).

O diamante de Dresden tem 41 quilates e provavelmente é originário da Índia, tendo sido encontrado por volta do ano 1700. Encontra-se na cidade de Dresden, na Alemanha.

O diamante de Cullinan I também é chamado de "Estrela da África" e tem 530,20 quilates. É o lapidado do maior diamante já encontrado, com 3106 quilates. Foi descoberto em 1908 na África do Sul e encontra-se no Museu da "Torre de Londres", na Inglaterra.

O diamante Tiffany tem 128,51 quilates. Foi encontrado na mina Kimberley na África do Sul, em 1878. Quando bruto pesava 287,42 quilates. Foi lapidado em Paris e tem 90 facetas.

O quilate é uma unidade de massa usada no comércio de gemas desde a Antigüidade. O seu valor variava conforme a região. Em 1907 foi adotado o valor de 200 mg ou 0,2 g para o quilate.

O diamante foi a primeira pedra preciosa explorada comercialmente no
Brasil. De 1725 a 1866 nosso país foi o maior produtor mundial desta
gema. Os diamantes eram extraídos dos arredores da cidade de
Diamantina, situada às margens do Rio Jequitinhonha, em Minas
Gerais, mas é na região de Estrela do Norte, no extremo oeste do
Estado que têm sido encontradas os maiores exemplares. Entre os
diamantes brasileiros mais famosos estão o Presidente Vargas, de 726 quilates, o Darcy Vargas, de 460 quilates e o Presidente Dutra, de
342 quilates.
Diamante bruto, carbono puro, cristalino, muito duro. Ocorre em várias cores. Fotografia do diamante Cullinan.
Minério de grafite: brilho metálico, opaco, traço cinzento, fratura irregular. Usado na produção de mina de lápis, cadinhos e lubrificantes.

grafite: C, d = 2,25 g.cm-3. Substância lamelar, preta e mole. Ocorre naturalmente e também pode ser obtida pelo processo de Acheson, que envolve o aquecimento de coque com argila para formar carbeto de silício, SiC, que perde o silício a 4150°C, ficando o grafite. No grafite, os átomos de carbono estão arranjados em camadas e cada átomo está circundado por outros três, com os quais forma ligações simples ou duplas. As camadas são mantidas juntas por forças fracas de van der Waals. O comprimento da ligação carbono – carbono nas camadas é de 1,42Å e a distância entre as camadas é de 3,4Å. Grafite é um bom condutor de calor e eletricidade ao longo das camadas. Tem várias aplicações incluindo contatos elétricos, equipamentos para altas temperaturas e lubrificantes sólidos. Grafite misturado com argilas constitui a mina dos lápis. 
Também há várias outras formas de carbono amorfo como o carvão.

fulereno: C60. Forma alotrópica do Carbono descoberta em 1985. Existe como moléculas discretas que formam uma estrutura oca com 60 átomos de carbono. A estrutura molecular lembra uma bola de futebol e é constituída de 20 hexágonos e 12 pentágonos arranjados de modo que entre dois pentágonos não haja uma aresta comum. O material C60 foi denominado "buckministerfullerene" em homenagem ao arquiteto R. Buckminister Fuller que inventou a estrutura do dômus geodésico, devido à semelhança entre as estruturas do dômus e da molécula de C60. No estado sólido estas moléculas estão arranjadas numa estrutura cúbica de faces centradas, resultanto em material de d = 1,65 g.cm-3, mole, com condutividade elétrica abaixo de 10-7 (Siemens.m).