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在室温下,碳的化学性质相对稳定,不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂;它在不同的高温下与氧反应产生二氧化碳或一氧化碳;在卤素中,只有氟能与碳直接反应;当加热时,元素碳容易被酸氧化;在高温下,碳能与许多金属反应形成金属碳化物。碳是还原性的,可以在高温下熔炼。
石墨板是含碳元素的晶体矿物,其晶体骨架为六方层状结构。每个网格层之间的距离为340pm,同一网格层中碳原子之间的距离为142pm。属完全层状解理的六方晶系。解理面主要由分子键组成,对分子的吸引力较弱,因而具有良好的自然漂浮性。
石墨、金刚石、碳60和碳纳米管都是碳元素,它们是同素异形体。