Cacbon là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu là C và số nguyên tử bằng 6. Là một nguyên tố phi kim có hóa trị 4 phổ biến, cacbon có một số dạng thù hình: Các thù hình của cacbon bao gồm:+Cacbon vô định hình +Cacbon xốp nano (phát hiện năm 1997) +Cacbon ống nano +Kim cương +Fulleren +Graphit +Lonsdaleit +Ceraphit 
+Năm 1961, Hiệp hội hóa học lý thuyết và ứng dụng (IUPAC) đã chấp nhận đồng vị cacbon C12 làm cơ sở để đo khối lượng nguyên tử.
+Cacbon có chu kỳ bán rã 5.700 năm và nó được sử dụng rộng rãi để xác định niên đại bằng phóng xạ, chủ yếu là trong khảo cổ học.
+Cacbon tương đối an toàn. Tuy nhiên, việc hít thở vào một lượng lớn có thể gây nguy hiểm. Cacbon có thể bắt lửa ở nhiệt độ cao và cháy rất mãnh liệt
+Có nhiều hợp chất của cacbon là những chất độc chết người như các (xyanua, CN-), hay cacbon mônôxít, CO và một số các chất có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp khác
Kim cương là chất tinh thể không màu, trong suốt, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém, có khối lượng riêng là 3,51g/cm3. Tinh thể kim cương thuộc loại nguyên tử điển hình, trong đó mỗi nguyên tử cacbon tạo 4 liên kết cộng hóa trị bền với bốn nguyên tử cacbon lân cận nằm trên các đỉnh của hình tứ diện đều. Mỗi nguyên tử cacbon ở đỉnh lại liên kết với 4 nguyên tử cacbon khác. Độ dài của liên kết C - C bằng 0,154nm. Do cấu trúc này nên kim cương là chất cứng nhất trong tất các chất.
Graphit hay than chì (một trong những chất mềm nhất) là tinh thể màu xám đen, có ánh kim, dẫn điện tốt nhưng kém kim loại. Tinh thể than chì có cấu trúc lớp, trong một lớp, mỗi nguyên tử cacbon liên kết theo kiểu cộng hóa trị với 3 nguyên tử cacbon lân cận nằm ở đỉnh của một tam giác đều. Độ dài của liên kết C - C bằng 0,142nm. Khoảng cách giữa hai nguyên tử cacbon thuộc hai lớp lân cận nhau là 0,34nm. Các lớp liên kết với nhau bằng lực tương tác yếu, nên các lớp dễ tách khỏi nhau. Khi vạch than chì trên giấy, nó để lại vạch đen gồm nhiều lớp tinh thể than chì.
Fuleren gồm các phân tử C60, C70,….. Phân tử C60 có cấu trúc hình cầu rỗng gồm 32 mặt với 60 đỉnh là 60 nguyên tử cacbon. Fuleren được phát hiện năm 1985.
Cacbon xốp nano (lưới cực nhẹ từ tính): Cấu trúc lưới mật độ thấp của các bó có cấu trúc giống như graphit, trong đó các nguyên tử được liên kết theo kiểu tam giác trong các vòng 6 hay 7 thành viên.
Cacbon ống nano (các ống nhỏ): mỗi nguyên tử liên kết theo kiểu tam giác trong tấm cong để tạo thành ống trụ rỗng.
Ceraphit (bề mặt cực kỳ mềm): Cấu trúc chưa rõ.
Lonsdaleit (sự sai lạc trong cấu trúc tinh thể của kim cương): Cấu trúc tương tự như kim cương, nhưng tạo thành lưới tinh thể lục giác.
Cacbon vô định hình (than cốc, than gỗ, than xương, than muội,… ): các nguyên tử cacbon trong trạng thái phi tinh thể, không có quy luật và giống như thủy tinh. Than gỗ, than xương có cấu tạo xốp nên chúng có khả năng hấp thụ mạnh các chất khí và chất tan trong dung dịch
Trong các dạng tồn tại của cacbon, cacbon vô định hình hoạt động hơn cả về mặt hóa học. Tuy nhiên, ở nhiệt độ thường cacbon khá trơ, còn khi đun nóng nó phản ứng được với nhiều chất.
Trong các hợp chất của cacbon với những nguyên tố có độ âm điện lớn hơn (O,Cl,F,S...), nguyên tố cacbon có số oxi hóa +2 hoặc +4. Còn trong trường hợp của cacbon với những nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn ( hiđro, kim loại), nguyên tố cacbon có số oxi hóa âm. Do đó, trong các phản ứng cacbon thể hiện tính khử và tính oxi hóa. Tuy nhiên, tính khử vẫn là tính chất chủ yếu của cacbon.
1. Tính khử:
Do đó sản phẩm khi đốt cacbon trong không khí, ngoài khí CO2 còn có một ít khí CO.
Cacbon không tác dụng trực tiếp với clo, brom và iot.
a) Tác dụng với oxi:
C + 4HNO3(đặc) → CO2 + NO2 + H2O
b) Tác dụng hợp chất:
Ở nhiệt độ cao, cacbon có thể khử được nhiều oxit, phản ứng với nhiều chất oxi hóa khác như HNO3, H2SO4 đặc, KClO3, …
2. Tính ôxi hoá:
a) Tác dụng hiđrô:
b) Tác dụng kim loại:
Cacbon là các thành phần thiết yếu cho mọi sự sống đã biết, và không có nó thì sự sống mà chúng ta đã biết không thể tồn tại Việc sử dụng kinh tế chủ yếu của cacbon là trong dạng các hiđrôcacbon, chủ yếu là các nhiên liệu hóa thạch như than, khí mêtan và dầu mỏ (xăng dầu). Dầu mỏ được sử dụng trong công nghiệp hóa dầu để sản xuất ra các sản phẩm như xăng và dầu hỏa, thông qua các quy trình chưng cất trong lọc dầu. Dầu mỏ cũng là nguồn nguyên liệu cho nhiều chất hữu cơ tổng hợp khác, rất nhiều trong số chúng gọi chung là các chất dẻo (plastic).
Các ứng dụng khác
+Đồng vị Cacbon 14 được phát hiện vào ngày 27 tháng 2 năm 1940 và được sử dụng trong xác định niên đại bằng phóng xạ.
+Một số các thiết bị phát hiện sử dụng một lượng nhỏ đồng vị phóng xạ của cacbon làm nguồn bức xạ ion hóa
+Graphit kết hợp với đất sét để tạo ra ‘chì’sử dụng trong các loại bút chì.
+Kim cương được sử dụng vào mục đích trang sức hay trong các mũi khoan và các ứng dụng khác đòi hỏi độ cứng cao của nó.
+Cacbon được thêm vào quặng sắt để sản xuất gang và thép.
+Cacbon dưới dạng than chì được sử dụng như là các thanh điều tiết nơtron trong các lò phản ứng hạt nhân.
+Graphit cacbon trong dạng bột, bánh được sử dụng như là than để đun nấu, bột màu trong mỹ thuật và các sử dụng khác.
+Than hoạt tính được sử dụng trong y tế trong dạng bột hay viên thuốc để hấp thụ các chất độc từ hệ thống tiêu hóa hay trong các thiết bị thở.
+Các thuộc tính hóa học và cấu trúc của các Fuleren, trong dạng các cacbon ống nano, có ứng dụng đầy hứa hẹn trong các lĩnh vực mới phát sinh của công nghệ nano.
Trong tự nhiên, kim cương và than chì là cacbon tự do gần như tinh khiết. Ngoài ra, cacbon còn có trong các khoáng vật như canxit (đá vôi, đá phấn, đá hoa, chúng đều chứa CaCO3 ), magiezit (MgCO3,) đolomit (CaCO3.MgCO3) và là thành phần chính của các kim loai than mỏ (than antraxit, than mỡ, than nâu, than bùn...chúng khác nhau về tuổi địa chất và hàm lượng cacbon). Dầu mỏ, khí đốt thiên nhiên là hỗn hợp của các chất khác nhau chứa cacbon, chủ yếu là hiđrocacbon. Cơ thể thực vật và động vật chứa nhiều hợp chất của cacbon.
Nước ta có mỏ than antraxit lớn ở Quảng Ninh, một số mỏ than nhỏ ở Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Nam...
1. Trạng thái tự nhiên:
Kim cương nhân tạo được điều chế từ than chì, bằng cách nung than chì ở 20000C , dưới áp suất 50-100 nghìn atmotphe với chất xúc tác là sắt, crom, hay niken.
Than chì nhân tạo được điều chế bằng cách nung than cốc ở 2500 – 30000C trong lò điện, không có không khí.
Than cốc được điều chế bằng cách nung than mỡ khoảng 10000C trong lò cốc không có không khí.
Than gỗ được tạo nên khi đốt cháy gỗ trong điều kiện thiếu không khí.
Than muội được tạo nên khi nhiệt phân metan có xúc tác:
CH4   →   C + 2H2             
Than mỏ được khai thác trực tiếp từ các vỉa than nằm ở độ sâu khác nhau dưới mặt đất
2. Điều chế:
Chúc thầy cô và các bạn
cuối tuần vui vẻ