Karbon: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k Bot: Penggantian teks otomatis (-diantara +di antara) |
Mengganti WOA05_GLODAP_pd_DIC_AYool.png dengan Annual_mean_sea_surface_dissolved_inorganic_carbon_for_the_1990s_(GLODAP).png (berkas dipindahkan oleh [[commons:User:Com |
||
| (74 revisi perantara oleh 43 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
{{about|unsur kimia|era dalam zaman Paleozoikum|Karbon (periode)|kegunaan lain|Karbon (disambiguasi)}}
{{Kotak info karbon}}
{{Unsur|Karbon|C|6|desc={{lang-la|carbonium}}; {{lang-en|carbon}}|title2=zat arang}} Karbon merupakan unsur [[nonlogam]] yang bersifat [[Valensi|tetravalen]], yakni [[Atom|atomnya]] dapat membentuk hingga empat [[ikatan kovalen]] oleh karena [[Elektron valensi|kulit valensinya]] yang berisikan empat [[elektron]]. Karbon berada dalam [[Golongan karbon|golongan 14]] pada [[tabel periodik]].<ref>{{cite web
|title=carbon {{!}} Facts, Uses, & Properties
|url=https://www.britannica.com/science/carbon-chemical-element|website=[[Encyclopædia Britannica]]|language=en|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20171024183827/https://www.britannica.com/science/carbon-chemical-element|archive-date=24 Oktober 2017}}
</ref> Karbon hanya menyusun sekitar 0,025 persen dari kerak [[Bumi]].<ref>{{cite web
|url=https://www.britannica.com/science/carbon-chemical-element|title=carbon|website=Encyclopædia Britannica}}
</ref> Tiga [[Isotop karbon|isotop]] terjadi secara alami, [[Karbon-12|{{sup|12}}C]] dan [[Karbon-13|{{sup|13}}C]] merupakan [[nuklida stabil]], sedangkan [[Karbon-14|{{sup|14}}C]] merupakan sebuah [[radionuklida]], meluruh dengan [[waktu paruh]] sekitar 5.730 tahun.<ref name="isotopes">{{cite web
|url=http://www.webelements.com/webelements/elements/text/C/isot.html
|title=Carbon – Naturally occurring isotopes|publisher=WebElements Periodic Table|access-date=18 Agustus 2022|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20080908030327/http://www.webelements.com/webelements/elements/text/C/isot.html|archive-date=8 September 2008}}
</ref> Karbon merupakan salah satu [[Penemuan unsur kimia#Penemuan kuno|dari sedikit unsur yang telah dikenal sejak zaman dahulu]].<ref name="D2">{{cite web
|url=http://www.caer.uky.edu/carbon/history/carbonhistory.shtml
|title=History of Carbon|access-date=18 Agustus 2022|url-status=dead
|archive-url=https://web.archive.org/web/20121101085829/http://www.caer.uky.edu/carbon/history/carbonhistory.shtml#|archive-date=1 November 2012}}</ref>
Karbon merupakan [[Kelimpahan unsur di kerak Bumi|unsur paling melimpah ke-15 di kerak Bumi]], dan [[Kelimpahan unsur|unsur paling melimpah keempat di alam semesta berdasarkan massa]] setelah [[hidrogen]], [[helium]], dan [[oksigen]]. Kelimpahan karbon, keragaman [[senyawa organik]]nya yang unik, dan kemampuannya yang tidak biasa untuk membentuk [[polimer]] pada suhu yang biasa ditemui di [[Bumi]], memungkinkan unsur ini berfungsi sebagai unsur yang umum dari [[Kehidupan berbasis karbon|semua kehidupan yang diketahui]]. Ia merupakan unsur paling melimpah kedua dalam [[tubuh manusia]] berdasarkan massa (sekitar 18,5%) setelah oksigen.<ref>{{Cite book
|title=Campbell Biology|last=Reece|first=Jane B.|date=31 Oktober 2013|publisher=Pearson Education|isbn=9780321775658|edition=10}}</ref>
|author=Chemistry Operations|date=15 Desember 2003
|url=http://periodic.lanl.gov/elements/6.html|title=Carbon|publisher=Los Alamos National Laboratory|access-date=18 Agustus 2022
|archive-url=https://web.archive.org/web/20080913063402/http://periodic.lanl.gov/elements/6.html|archive-date=13 September 2008}}
</ref> namun, jumlah tersebut hanyalah sebagian kecil dari jumlah senyawa yang mungkin secara teoretis dalam kondisi standar. Karena alasan ini, karbon sering disebut sebagai "raja dari semua unsur".<ref>{{cite journal
|last=Deming|first=Anna|date=2010
|title=King of the elements?
|journal=Nanotechnology|volume=21|issue=30|pages=300201|doi=10.1088/0957-4484/21/30/300201|pmid=20664156|bibcode=2010Nanot..21D0201D|doi-access=free}}</ref>
==Karakteristik==
[[Berkas:Carbon-phase-diagramp-id.svg|thumb|left|upright=1.3|Diagram fase karbon yang diprediksi secara teoretis, dari tahun 1989. Pekerjaan yang lebih baru menunjukkan bahwa titik lebur intan (kurva kanan atas) tidak melebihi sekitar 9000 K.<ref name="Eggert">{{cite journal |display-authors=etal|last1=J.H. Eggert |title=Melting temperature of diamond at ultrahigh pressure |journal=Nature Physics |date=8 November 2009 |volume=6 |pages=40–43 |doi=10.1038/nphys1438 |url=https://www.nature.com/articles/nphys1438}}</ref>]]
[[Alotrop karbon]] termasuk [[grafit]], salah satu zat paling lembut yang diketahui, dan [[intan]], zat alami yang paling keras. Ia mudah [[Ikatan kimia|mengikat]] dengan atom kecil lainnya, termasuk [[atom]] karbon lainnya, dan mampu membentuk beberapa [[ikatan kovalen]] stabil dengan atom multivalen yang sesuai. Karbon diketahui membentuk hampir sepuluh juta senyawa, sebagian besar dari semua [[senyawa kimia]].<ref name="lanl" /> Karbon juga memiliki titik [[Sublimasi (kimia)|sublimasi]] tertinggi dari semua unsur. Pada [[tekanan atmosfer]] ia tidak memiliki titik leleh, karena [[titik tripel]]nya berada pada suhu {{convert|10.8|±|0.2|MPa|atm psi}} dan {{convert|4600|±|300|K|C F|-1}},<ref name="triple2" /><ref name="triple3" /> sehingga ia menyublim pada suhu sekitar {{convert|3900|K|C F}}.<ref name="triple">{{cite journal
|journal=Nature|volume=276|pages=695–696|date=1978|doi=10.1038/276695a0
|title=The controversial carbon solid−liquid−vapour triple point
|first=A.|last=Greenville Whittaker
|issue=5689|bibcode=1978Natur.276..695W|s2cid=4362313}}
</ref><ref>{{cite news
|url=http://lbruno.home.cern.ch/lbruno/documents/Bibliography/LHC_Note_78.pdf
|title=On Graphite Transformations at High Temperature and Pressure Induced by Absorption of the LHC Beam |first=J. M.|last=Zazula|date=1997|access-date=18 Agustus 2022 |publisher=CERN|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20090325230751/http://lbruno.home.cern.ch/lbruno/documents/Bibliography/LHC_Note_78.pdf |archive-date=25 Maret 2009}}
</ref> Grafit jauh lebih reaktif daripada intan pada kondisi standar, meskipun lebih stabil secara termodinamika, karena [[Ikatan pi|sistem pi]] yang terdelokalisasinya jauh lebih rentan terhadap serangan. Sebagai contoh, grafit dapat dioksidasi oleh [[asam nitrat]] pekat panas pada kondisi standar menjadi [[asam melitat]], C<sub>6</sub>(CO<sub>2</sub>H)<sub>6</sub>, yang mempertahankan unit heksagonal grafit sambil memecah struktur yang lebih besar.<ref name="Greenwood289">Greenwood and Earnshaw, hlm. 289–292.</ref>
Karbon menyublim dalam busur karbon, yang memiliki suhu sekitar 5.800 K (5.530 °C atau 9.980 °F). Jadi, terlepas dari bentuk alotropisnya, karbon akan tetap padat pada suhu yang lebih tinggi daripada logam dengan titik lebur tertinggi seperti [[wolfram]] atau [[renium]]. Meskipun secara termodinamika rentan terhadap [[Redoks|oksidasi]], karbon menahan oksidasi lebih efektif daripada unsur-unsur seperti [[besi]] dan [[tembaga]], yang merupakan zat pereduksi yang lebih lemah pada suhu kamar.
Karbon adalah unsur keenam, dengan [[konfigurasi elektron]] keadaan dasar 1s<sup>2</sup>2s<sup>2</sup>2p<sup>2</sup>, di mana empat elektron terluarnya adalah [[elektron valensi]]. Empat energi ionisasi pertamanya, 1086,5, 2352,6, 4620,5 dan 6222,7 kJ/mol, jauh lebih tinggi daripada unsur [[Golongan karbon|golongan 14]] yang lebih berat. Keelektronegatifan karbon adalah 2,5, jauh lebih tinggi daripada unsur golongan 14 yang lebih berat (1,8–1,9), tetapi dekat dengan sebagian besar nonlogam terdekat, serta beberapa [[logam transisi]] baris kedua dan ketiga. [[Jari-jari kovalen]] karbon biasanya diambil sebagai 77,2 pm (C−C), 66,7 pm (C=C) dan 60,3 pm (C≡C), meskipun nilai ini dapat bervariasi tergantung pada bilangan koordinasi dan pada apa karbon terikat. Secara umum, jari-jari kovalen berkurang dengan bilangan koordinasi yang lebih rendah dan orde ikatan yang lebih tinggi.<ref name="Greenwood276">Greenwood and Earnshaw, hlm. 276–8.</ref>
:{{chem|Fe|3|O|4}} + 4 C
Karbon bereaksi dengan [[belerang]] untuk membentuk [[karbon disulfida]], dan bereaksi dengan uap dalam reaksi gas-batu bara yang digunakan dalam [[gasifikasi batu bara]]:
:C{{sub|(s)}} + H{{sub|2}}O{{sub|(g)}} → CO{{sub|(g)}} + H{{sub|2(g)}}.
Karbon bergabung dengan beberapa logam pada suhu tinggi untuk membentuk karbida logam, seperti besi karbida ([[sementit]]) dalam baja dan [[wolfram karbida]], banyak digunakan sebagai [[ampelas]] dan untuk membuat ujung yang keras untuk alat pemotong.
Sistem alotrop karbon mencakup berbagai ekstrem:
{|class="wikitable"
|Grafit adalah salah satu bahan paling lembut yang diketahui.
|style="width: 50%;"|[[Batang nano intan agregat|Intan nanokristalin]] sintetis adalah bahan paling keras yang diketahui.<ref>{{cite journal
|last1=Irifune|first1=Tetsuo |last2=Kurio|first2=Ayako |last3=Sakamoto|first3=Shizue |last4=Inoue|first4=Toru |last5=Sumiya|first5=Hitoshi
|title=Materials: Ultrahard polycrystalline diamond from graphite
|journal=Nature|volume=421|pages=599–600|date=2003|doi=10.1038/421599b|pmid=12571587|issue=6923|bibcode = 2003Natur.421..599I|s2cid=52856300}}</ref>
|-
|Grafit adalah [[pelumas]] yang sangat baik, menampilkan [[superlubrisitas]].<ref>{{cite journal
|title=Superlubricity of Graphite
|url=http://www.physics.leidenuniv.nl/sections/cm/ip/group/PDF/Phys.rev.lett/2004/92(2004)12601.pdf|date=2004
|last1=Dienwiebel|first1=Martin |last2=Verhoeven|first2=Gertjan |last3=Pradeep|first3=Namboodiri |last4=Frenken|first4=Joost |last5=Heimberg|first5=Jennifer
|last6=Zandbergen|first6=Henny
|journal=Physical Review Letters|volume=92|issue=12|pages=126101|bibcode=2004PhRvL..92l6101D|doi=10.1103/PhysRevLett.92.126101|pmid=15089689|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20110917120623/http://www.physics.leidenuniv.nl/sections/cm/ip/group/PDF/Phys.rev.lett/2004/92(2004)12601.pdf
|archive-date=17 September 2011}}</ref>
|Intan adalah [[ampelas]] utama.
|-
|Grafit adalah sebuah [[penghantar listrik|konduktor]] listrik.<ref>{{cite journal
|last1=Deprez|first1=N. |last2=McLachan|first2=D. S. |date=1988
|title=The analysis of the electrical conductivity of graphite conductivity of graphite powders during compaction
|journal=Journal of Physics D: Applied Physics|volume=21|issue=1|pages=101–107|doi=10.1088/0022-3727/21/1/015|bibcode=1988JPhD...21..101D}}</ref>
|Intan adalah sebuah [[Insulator listrik|insulator]] listrik yang sangat baik,<ref>{{cite journal
|last=Collins|first=A. T. |title=The Optical and Electronic Properties of Semiconducting Diamond
|journal=Philosophical Transactions of the Royal Society A|volume=342|pages=233–244|date=1993
|doi=10.1098/rsta.1993.0017|issue=1664|bibcode=1993RSPTA.342..233C|s2cid=202574625}}</ref> dan memiliki medan listrik rusak tertinggi dari semua bahan yang diketahui.
|-
|Beberapa bentuk grafit digunakan untuk [[insulasi termal]] (yaitu sekat bakar dan pelindung panas), tetapi beberapa [[Karbon pirolitik|bentuk lain]] merupakan konduktor termal yang baik.
|Intan adalah [[Daftar konduktivitas termal|konduktor termal]] alami yang paling baik
|-
|Grafit [[Opasitas|tidak tembus cahaya]].
|Intan sangat transparan.
|-
|
|title=Graphite and Precursors |author=Delhaes, P.
|publisher=[[CRC Press]]|date=2001|url=https://books.google.com/books?id=7p2pgNOWPbEC&pg=PA146|isbn=978-90-5699-228-6}}</ref>
|Intan mengkristal dalam [[Sistem kristal kubik|sistem kubik]].
|-
|
|Tabung
|}
===Alotrop===
{{Utama|Alotrop karbon}}
[[Karbon atomik]] adalah spesies yang berumur sangat pendek dan, oleh karena itu, karbon distabilkan dalam berbagai struktur multi-atom dengan konfigurasi molekul beragam yang disebut [[Alotropi|alotrop]]. Tiga alotrop karbon yang relatif terkenal adalah [[karbon amorf]], [[grafit]], dan [[intan]]. Setelah dianggap eksotis, [[fulerena]] saat ini umumnya disintesis dan digunakan dalam penelitian; mereka termasuk ''[[bukminsterfulerena|buckyball]]'',<ref name="buckyballs" /><ref name="nanotubes">{{cite book |editor=Ebbesen, T. W.|date=1997
|title=Carbon nanotubes—preparation and properties
|publisher=CRC Press|location=Boca Raton, Florida|isbn=978-0-8493-9602-1}}
</ref> [[tabung nano karbon]],<ref name="nanotubes2">{{Cite book
|editor=Dresselhaus, M. S. |editor2= Dresselhaus, G. |editor3= Avouris, Ph.|date=2001
|title=Carbon nanotubes: synthesis, structures, properties and applications
|journal=Topics in Applied Physics|volume=80|isbn=978-3-540-41086-7|location=Berlin}}
</ref> [[kuncup nano karbon]],<ref name="nanobuds">{{cite journal|date=2007
|title=A novel hybrid carbon material
|journal=Nature Nanotechnology|volume=2|issue=3|pages=156–161|doi=10.1038/nnano.2007.37|pmid=18654245|s2cid=6447122|bibcode=2007NatNa...2..156N|doi-access=free
|last1=Nasibulin|first1=Albert G.|last2=Pikhitsa|first2=P. V. |last3=Jiang|first3=H. |last4=Brown|first4=D. P.
|last5=Krasheninnikov|first5=A. V. |last6=Anisimov|first6=A. S. |last7=Queipo|first7=P. |last8=Moisala|first8=A. |last9=Gonzalez|first9=D. |display-authors=8}}</ref> dan [[serat nano karbon]].<ref>{{cite journal|date=2007
|title=Investigations of NanoBud formation
|journal=Chemical Physics Letters|volume=446|issue=1|pages=109–114|doi=10.1016/j.cplett.2007.08.050|bibcode=2007CPL...446..109N
|last1=Nasibulin|first1=A. |last2=Anisimov|first2=Anton S. |last3=Pikhitsa|first3=Peter V.
|last4=Jiang|first4=Hua |last5=Brown|first5=David P. |last6=Choi|first6=Mansoo |last7=Kauppinen|first7=Esko I.}}
</ref><ref>{{cite journal|date=2004
|title=Synthesis and characterisation of carbon nanofibers with macroscopic shaping formed by catalytic decomposition of C{{sub|2}}H{{sub|6}}/H{{sub|2}} over nickel catalyst
|journal=Applied Catalysis A: General|volume=274|issue=1–2|pages=1–8|doi=10.1016/j.apcata.2004.04.008
|author=Vieira, R |last2=Ledoux|first2=Marc-Jacques |last3=Pham-Huu|first3=Cuong}}
</ref> Beberapa alotrop eksotis lainnya juga telah ditemukan, seperti [[lonsdaleit]],<ref name="lonsdaletite">{{cite journal|date=1967
|title=Lonsdaleite, a new hexagonal polymorph of diamond
|journal=Nature|volume=214|pages=587–589|issue=5088|bibcode=1967Natur.214..587F|s2cid=4184812|doi=10.1038/214587a0
|first1=Clifford|last1=Frondel |last2=Marvin|first2=Ursula B.}}
</ref> [[karbon kaca]],<ref name="glassy carbon" /> [[busa nano karbon]]<ref>{{cite journal|date=1999
|title=Structural analysis of a carbon foam formed by high pulse-rate laser ablation
|journal=Applied Physics A: Materials Science & Processing|volume=69|pages=S755–S758|doi=10.1007/s003390051522|issue=7|bibcode=1999ApPhA..69S.755R|s2cid=96050247
|author=Rode, A. V. |last2=Hyde|first2=S. T. |last3=Gamaly|first3=E. G. |last4=Elliman|first4=R. G. |last5=McKenzie|first5=D. R. |last6=Bulcock|first6=S.}}</ref> dan [[karbon asetilenik linier]] (karbin).<ref name="LAC">{{cite book
|author=Heimann, Robert Bertram |author2=Evsyukov, Sergey E. |author3=Kavan, Ladislav |name-list-style=amp
|title=Carbyne and carbynoid structures
|url=https://books.google.com/books?id=swSQZcTmo_4C&pg=PA1 |access-date=19 Agustus 2022|date=28 Februari 1999
|publisher=Springer|isbn=978-0-7923-5323-2|pages=1– |url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20121123153424/http://books.google.com/books?id=swSQZcTmo_4C&pg=PA1|archive-date=23 November 2012}}</ref>
[[Grafena]] adalah lembaran karbon dua dimensi dengan atom-atom yang tersusun dalam kisi heksagon. Pada 2009, grafena tampaknya menjadi bahan terkuat yang pernah diuji.<ref name="lee">{{cite journal
|last1=Lee|first1=C. |last2=Wei|first2=X. |last3=Kysar|first3=J. W. |last4=Hone|first4=J. |date=2008
|title=Measurement of the Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Graphene
|journal=Science|volume=321|issue=5887|pages=385–8|bibcode=2008Sci...321..385L|doi=10.1126/science.1157996|pmid=18635798|s2cid=206512830}}
*{{cite press release |author=Phil Schewe |date=28 Juli 2008 |title=World's Strongest Material |website=Inside Science News Service |url=http://www.aip.org/isns/reports/2008/027.html |archive-url=https://web.archive.org/web/20090531134104/http://www.aip.org/isns/reports/2008/027.html |archive-date=31 Mei 2009 }} {{Cite web |url=http://www.aip.org/isns/reports/2008/027.html |title=Salinan arsip |access-date=2011-01-19 |archive-date=2009-05-31 |archive-url=https://web.archive.org/web/20090531134104/http://www.aip.org/isns/reports/2008/027.html |dead-url=yes }}</ref> Proses pemisahannya dari [[grafit]] akan membutuhkan beberapa pengembangan teknologi lebih lanjut sebelum ia menjadi ekonomis untuk proses industri.<ref name="nypost">{{cite web
|url=http://www.nypost.com/seven/08252008/news/regionalnews/toughest_stuff__known_to_man_125993.htm
|title=Toughest Stuff Known to Man : Discovery Opens Door to Space Elevator
|last=Sanderson|first=Bill|date=25 Agustus 2008
|publisher=nypost.com|access-date=19 Agustus 2022|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20080906171324/http://www.nypost.com/seven/08252008/news/regionalnews/toughest_stuff__known_to_man_125993.htm|archive-date=6 September 2008}}
</ref> Jika berhasil, grafena dapat digunakan dalam pembangunan [[lift luar angkasa]]. Ia juga dapat digunakan untuk menyimpan hidrogen dengan aman untuk digunakan dalam mesin berbasis hidrogen pada mobil.<ref>{{Cite journal
|last1=Jin|first1=Zhong |last2=Lu|first2=Wei |last3=O'Neill|first3=Kevin J.
|last4=Parilla|first4=Philip A. |last5=Simpson|first5=Lin J. |last6=Kittrell|first6=Carter |last7=Tour|first7=James M. |date=2011-02-22
|title=Nano-Engineered Spacing in Graphene Sheets for Hydrogen Storage
|journal=Chemistry of Materials|volume=23|issue=4|pages=923–925|doi=10.1021/cm1025188|issn=0897-4756}}</ref>
[[File:Glassy carbon and a 1cm3 graphite cube HP68-79.jpg|thumb|left|Sampel besar karbon kaca]]
Bentuk [[amorf]] karbon adalah bermacam-macam atom karbon dalam keadaan nonkristal, tidak teratur, seperti kaca, tidak disimpan dalam struktur makro kristal. Ia hadir sebagai bubuk, dan merupakan konstituen utama dari zat seperti [[arang]], ''[[Karbon hitam#Pigmen|lampblack]]'' ([[jelaga]]) dan [[karbon aktif]]. Pada tekanan normal, karbon berbentuk grafit, di mana setiap atom terikat secara trigonal dengan tiga atom lainnya dalam bidang yang terdiri dari cincin [[heksagon]]al yang menyatu, seperti yang ada pada [[Senyawa aromatik|hidrokarbon aromatik]].<ref>{{cite book
|title=The polymorphism of elements and compounds
|last=Jenkins|first=Edgar|date=1973
|publisher=Taylor & Francis|isbn=978-0-423-87500-3|page=30
|url=https://books.google.com/books?id=XNYOAAAAQAAJ&pg=PA30|access-date=19 Agustus 2022|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20121123204229/http://books.google.com/books?id=XNYOAAAAQAAJ&pg=PA30|archive-date=23 November 2012}}
</ref> Jaringan yang dihasilkan berbentuk 2 dimensi, dan lembaran datar yang dihasilkan ditumpuk dan diikat secara longgar melalui [[gaya van der Waals]] yang lemah. Hal ini memberi grafit sifat kelembutan dan [[Bersihan (kristal)|kebersihan]]nya (lembarannya mudah tergelincir satu sama lain). Karena delokalisasi salah satu elektron terluar dari setiap atom untuk membentuk [[Elektron terdelokalisasi|awan π]], grafit menghantarkan [[listrik]], tetapi hanya pada bidang yang setiap lembarannya [[ikatan kovalen|terikat secara kovalen]]. Hal ini akan menghasilkan [[Resistivitas dan konduktivitas listrik|konduktivitas listrik]] curah yang lebih rendah untuk karbon daripada kebanyakan [[logam]] lainnya. Delokalisasi juga menyumbang stabilitas energik grafit di atas intan pada suhu kamar.
[[File:Eight Allotropes of Carbon.svg|thumb|upright=1.35|Beberapa alotrop karbon: a) [[intan]]; b) [[grafit]]; c) [[lonsdaleit]]; d–f) [[fulerena]] (C{{sub|60}}, C{{sub|540}}, C{{sub|70}}); g) [[karbon amorf]]; h) [[tabung nano karbon]]]]
Pada tekanan yang sangat tinggi, karbon membentuk alotrop yang lebih kompak, [[intan]], yang memiliki massa jenis hampir dua kali lipat massa jenis grafit. Di sini, setiap atom terikat [[tetrahedron|secara tetrahedron]] ke empat atom lainnya, membentuk jaringan 3 dimensi dari cincin atom beranggota enam yang mengerut. Intan memiliki [[Sistem kristal kubik|struktur kubik]] yang sama dengan [[silikon]] dan [[germanium]], dan karena kekuatan [[Ikatan kimia|ikatan]] karbon-karbon, intan merupakan zat alami yang paling sulit diukur dengan [[Skala Mohs|ketahanan terhadap goresan]]. Berlawanan dengan kepercayaan populer bahwa ''"intan ada selamanya"'', mereka secara termodinamika tidak stabil (Δ<sub>f</sub>''G''°(intan, 298 K) = 2,9 kJ/mol<ref>{{Cite journal
|last1=Rossini|first1=F. D. |last2=Jessup|first2=R. S. |date=1938
|title=Heat and Free Energy of Formation of Carbon Dioxide and of the Transition Between Graphite and Diamond
|journal=Journal of Research of the National Bureau of Standards|volume=21|issue=4|pages=491|doi=10.6028/jres.021.028|doi-access=free}}
</ref>) dalam kondisi normal (298 K, 10<sup>5</sup> Pa) dan secara teoretis harus berubah menjadi [[grafit]].<ref name="therm prop">{{cite web
|url=http://invsee.asu.edu/nmodules/Carbonmod/point.html
|archive-url=https://web.archive.org/web/20010531203728/http://invsee.asu.edu/nmodules/Carbonmod/point.html|url-status=dead|archive-date=31 Mei 2001
|title=World of Carbon – Interactive Nano-visulisation in Science & Engineering Education (IN-VSEE)|access-date=19 Agustus 2022}}
</ref> Tetapi karena penghalang [[energi aktivasi]] yang tinggi, transisi menjadi grafit sangatlah lambat pada suhu normal sehingga tidak terlalu mencolok. Namun, pada suhu yang sangat tinggi intan akan berubah menjadi grafit, dan intan dapat terbakar dalam kebakaran rumah. Sudut kiri bawah dari diagram fase untuk karbon belum diteliti secara eksperimental. Meskipun studi komputasi menggunakan metode [[teori fungsi rapatan]] mencapai kesimpulan bahwa sebagai {{nowrap|''T'' → 0 K}} dan {{nowrap|''p'' → 0 Pa}}, intan menjadi lebih stabil daripada grafit sekitar 1,1 kJ/mol,<ref>{{Cite journal
|last=Grochala|first=Wojciech|date=1 Aprilia 2014
|title=Diamond: Electronic Ground State of Carbon at Temperatures Approaching 0 K
|journal=Angewandte Chemie International Edition|language=en|volume=53|issue=14|pages=3680–3683
|doi=10.1002/anie.201400131|pmid=24615828|issn=1521-3773|s2cid=13359849}}
</ref> studi eksperimental dan komputasi yang lebih baru serta definitif menunjukkan bahwa grafit lebih stabil daripada intan untuk {{nowrap|''T'' < 400 K}}, tanpa tekanan, sebesar 2,7 kJ/mol pada ''T'' = 0 K dan 3,2 kJ/mol pada ''T'' = 298,15 K.<ref>{{Cite journal
|first1=Mary Anne|last1=White|first2=Samer|last2=Kahwaji |first3=Vera L. S.|last3=Freitas
|first4=Riko|last4=Siewert |first5=Joseph A.|last5=Weatherby |first6=Maria D. M. C.|last6=Ribeiro da Silva
|first7=Sergey P.|last7=Verevkin |first8=Erin R.|last8=Johnson |first9=Josef W.|last9=Zwanziger |date=2021
|title=The Relative Thermal Stability of Diamond and Graphite
|journal=Angewandte Chemie International Edition|language=en|volume=60|issue=3|pages=1546–1549|doi=10.1002/anie.202009897 | issn=1433-7851 |pmid=32970365|s2cid=221888151}}
</ref> Dalam beberapa kondisi, karbon mengkristal menjadi [[lonsdaleit]], sebuah [[kristal]] [[heksagon]] dengan semua atom terikat secara kovalen dan sifat yang mirip dengan intan.<ref name="lonsdaletite" />
[[Fulerena]] adalah formasi kristal sintetis dengan struktur seperti grafit, tetapi tidak hanya [[Keluarga kristal heksagon|sel heksagon]] datar saja, beberapa sel yang membentuk fulerena mungkin berbentuk segi lima, segi enam nonplanar, atau bahkan segi tujuh atom karbon. Lembaran-lembaran tadi demikian melengkung menjadi bola, elips, atau silinder. Sifat-sifat fulerena (dipecah menjadi ''buckyball'', ''buckytube'', dan kuncup nano) belum sepenuhnya dianalisis dan mewakili area penelitian yang intens dalam [[bahan nano]]. Nama ''fulerena'' dan ''buckyball'' diambil dari [[Buckminster Fuller|Richard Buckminster Fuller]], pemopuler [[kubah geodesik]], yang menyerupai struktur fulerena. ''Buckyball'' adalah molekul yang cukup besar yang terbentuk sepenuhnya dari karbon yang terikat secara trigonal, membentuk [[sferoid]] (yang paling terkenal dan paling sederhana adalah C{{sub|60}} [[bukminsterfulerena]] berbentuk bola sepak).<ref name="buckyballs" /> Tabung nano karbon (''buckytube'') secara struktural mirip dengan ''buckyball'', kecuali bahwa setiap atom terikat secara trigonal dalam lembaran melengkung yang membentuk [[Tabung (geometri)|silinder]] berongga.<ref name="nanotubes" /><ref name="nanotubes2" /> Kuncup nano pertama kali dilaporkan pada tahun 2007 dan merupakan bahan hibrid ''buckytube/buckyball'' (''buckyball'' secara kovalen terikat pada dinding luar tabung nano) yang menggabungkan sifat keduanya dalam satu struktur.<ref name="nanobuds" />
[[File:C2014_Q2.jpg|thumb|Komet [[C/2014 Q2 (Lovejoy)]] yang dikelilingi oleh uap karbon yang bersinar]]
Dari alotrop-alotrop lain yang telah ditemukan, busa nano karbon adalah alotrop [[Feromagnetisme|feromagnetik]] yang ditemukan pada tahun 1997. Ia terdiri dari kumpulan atom karbon berdensitas rendah yang dirangkai dalam jaring tiga dimensi yang longgar, di mana atom-atomnya terikat secara trigonal dalam cincin beranggota enam dan tujuh. Ia adalah salah satu padatan paling ringan yang diketahui, dengan massa jenis sekitar 2 kg/m{{sup|3}}.<ref>{{cite journal
|url=http://www.aip.org/pnu/2004/split/678-1.html
|title=Carbon Nanofoam is the World's First Pure Carbon Magnet
|journal=Physics News Update|url-status=live|volume=678|issue=1|date=26 Maret 2004|author=Schewe, Phil|author2=Stein, Ben|name-list-style=amp
|archive-url=https://web.archive.org/web/20120307104655/http://www.aip.org/pnu/2004/split/678-1.html|archive-date=7 Maret 2012}}
</ref> Demikian pula, [[karbon kaca]] mengandung proporsi [[porositas]] tertutup yang tinggi,<ref name="glassy carbon" /> tetapi bertentangan dengan grafit normal, lapisan grafit tidak ditumpuk seperti halaman dalam buku, tetapi memiliki susunan yang lebih acak. [[Karbon asetilenik linier]]<ref name="LAC" /> memiliki struktur kimia<ref name="LAC" /> −(C:::C)<sub>''n''</sub>−. Karbon dalam modifikasi ini linier dengan [[hibridisasi orbital]] ''sp'', dan merupakan polimer dengan ikatan tunggal dan rangkap tiga yang berselang-seling. Karbina ini sangat menarik bagi [[nanoteknologi|teknologi nano]] karena [[modulus Young]]-nya 40 kali lipat lebih besar daripada bahan terkeras yang diketahui – intan.<ref>{{cite journal
|title=Harder than Diamond: Determining the Cross-Sectional Area and Young's Modulus of Molecular Rods
|journal=Angew. Chem. Int. Ed.|date=2005|volume=44|issue=45|pages=7432–5
|author=Itzhaki, Lior |last2=Altus|first2=Eli |last3=Basch|first3=Harold |last4=Hoz|first4=Shmaryahu
|pmid=16240306|doi=10.1002/anie.200502448}}</ref>
Pada tahun 2015, sebuah tim di [[North Carolina State University]] mengumumkan pengembangan alotrop lain yang mereka namakan [[Karbon amorf#Karbon Q|karbon Q]], yang dibuat oleh pulsa laser durasi rendah berenergi tinggi pada debu karbon amorf. Karbon Q dilaporkan menunjukkan feromagnetisme, [[fluoresens]]i, dan kekerasan yang lebih tinggi daripada intan.<ref>{{Cite web
|url=https://news.ncsu.edu/2015/11/narayan-q-carbon-2015/
|title=Researchers Find New Phase of Carbon, Make Diamond at Room Temperature
|website=news.ncsu.edu|access-date=19 Agustus 2022|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20160406002158/https://news.ncsu.edu/2015/11/narayan-q-carbon-2015/|archive-date=6 April 2016|date=30 November 2015}}</ref>
Pada fase uap, sebagian karbon berbentuk [[Karbon diatomik|dikarbon]] ({{chem|C|2}}). Ketika dieksitasi, gas ini bersinar hijau
===Keterjadian===
[[File:GraphiteOreUSGOV.jpg|thumb|Bijih grafit, ditunjukkan bersama koin satu sen sebagai perbandingan]]
[[File:Rough diamond.jpg|thumb|Kristal intan mentah]]
[[File:Annual mean sea surface dissolved inorganic carbon for the 1990s (GLODAP).png|thumb|Konsentrasi [[Karbon anorganik total|karbon anorganik terlarut]] di permukaan laut "saat ini" (1990-an) (dari [[klimatologi]] [[Proyek Analisis Data Laut Global|GLODAP]])]]
Karbon merupakan [[Kelimpahan unsur|unsur kimia paling melimpah keempat]] di [[alam semesta teramati]] berdasarkan massa setelah hidrogen, helium, dan oksigen. Karbon berlimpah di [[Matahari]], [[bintang]], [[komet]], dan di [[Atmosfer benda langit|atmosfer]] pada sebagian besar [[planet]].<ref name="NASA-20140221" /> Beberapa [[meteorit]] mengandung intan mikroskopis yang terbentuk ketika [[Tata Surya]] masih berupa [[piringan protoplanet]].<ref name="Lauretta McSween 2006 p. 199">{{cite book
|last1=Lauretta|first1=D.S. |last2=McSween|first2=H.Y.
|title=Meteorites and the Early Solar System II
|publisher=University of Arizona Press|series=Space science series|year=2006|isbn=978-0-8165-2562-1|page=199
|url=https://books.google.com/books?id=FRc2iq9g9pkC&pg=PA199|access-date=19 Agustus 2022|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20171122173131/https://books.google.com/books?id=FRc2iq9g9pkC&pg=PA199|archive-date=22 November 2017}}
</ref> Intan mikroskopis juga dapat dibentuk oleh tekanan kuat dan suhu tinggi di lokasi tumbukan meteorit.<ref>{{cite book
|author=Mark, Kathleen|date=1987|title=Meteorite Craters|url=https://archive.org/details/meteoritecraters0000mark_o3c4|publisher=University of Arizona Press|isbn=978-0-8165-0902-7}}</ref>
Pada tahun 2014, [[Badan Penerbangan dan Antariksa|NASA]] mengumumkan [http://www.astrochem.org/pahdb/ basis data yang sangat ditingkatkan] untuk melacak [[hidrokarbon aromatik polisiklik]] (''polycyclic aromatic hydrocarbon'', PAH) di [[alam semesta]]. Lebih dari 20% karbon di alam semesta mungkin terkait dengan PAH, senyawa kompleks karbon dan hidrogen tanpa oksigen.<ref>{{cite news |url=http://scitechdaily.com/online-database-tracks-organic-nano-particles-across-universe/
|title=Online Database Tracks Organic Nano-Particles Across the Universe
|work=Sci Tech Daily|date=24 Februari 2014|access-date=19 Agustus 2022|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20150318034957/http://scitechdaily.com/online-database-tracks-organic-nano-particles-across-universe/|archive-date=18 Maret 2015}}</ref> Senyawa-senyawa ini muncul dalam [[hipotesis dunia PAH]] di mana mereka dihipotesiskan memiliki peran dalam [[abiogenesis]] dan pembentukan [[Kehidupan#Kehidupan luar Bumi|kehidupan]]. PAH tampaknya telah terbentuk "beberapa miliar tahun" setelah [[Ledakan Dahsyat]], tersebar luas di seluruh alam semesta, dan dikaitkan dengan [[Pembentukan bintang|bintang baru]] serta [[planet luar surya]].<ref name="NASA-20140221">{{cite web
|last=Hoover|first=Rachel |title=Need to Track Organic Nano-Particles Across the Universe? NASA's Got an App for That
|url=http://www.nasa.gov/ames/need-to-track-organic-nano-particles-across-the-universe-nasas-got-an-app-for-that/ |date=21 Februari 2014
|work=[[Badan Penerbangan dan Antariksa|NASA]]|access-date=19 Agustus 2022|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20150906061428/http://www.nasa.gov/ames/need-to-track-organic-nano-particles-across-the-universe-nasas-got-an-app-for-that/|archive-date=6 September 2015}}</ref>
Diperkirakan bahwa bumi padat secara keseluruhan mengandung 730 [[Bagian per juta|ppm]] karbon, dengan 2000 ppm di inti dan 120 ppm dalam gabungan mantel dan kerak.<ref>William F McDonough [http://quake.mit.edu/hilstgroup/CoreMantle/EarthCompo.pdf The composition of the Earth] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110928074153/http://quake.mit.edu/hilstgroup/CoreMantle/EarthCompo.pdf|date=28 September 2011 }} in {{cite book
|title=Earthquake Thermodynamics and Phase Transformation in the Earth's Interior|date=2000|isbn=978-0126851854|last1=Majewski|first1=Eugeniusz}}</ref> Karena massa Bumi adalah {{val|5.972|e=24|u=kg}}, ini berarti 4360 juta [[Ton metrik#Satuan turunan|gigaton]] adalah karbon. Ini jauh lebih banyak daripada jumlah karbon di lautan atau atmosfer (di bawah).
Dalam kombinasi dengan [[oksigen]] dalam [[karbon dioksida]], karbon ditemukan di atmosfer Bumi (sekitar 900 gigaton karbon — setiap ppm setara dengan 2,13 Gt) dan terlarut di semua badan air (sekitar 36.000 gigaton karbon). Karbon di [[biosfer]] diperkirakan mencapai 550 gigaton tetapi dengan ketidakpastian yang besar, sebagian besar disebabkan oleh ketidakpastian besar dalam jumlah [[Biosfer dalam|bakteri bawah permukaan]] terestrial dalam.<ref>{{cite journal
|display-authors=etal |last1=Yinon Bar-On
|title=The biomass distribution on Earth
|journal=PNAS|volume=115|issue=25|pages=6506–6511|date=19 Juni 2018|doi=10.1073/pnas.1711842115|pmid=29784790|pmc=6016768|doi-access=free}}
</ref> [[Hidrokarbon]] (seperti [[batu bara]], [[minyak bumi]], dan [[gas alam]]) juga mengandung karbon. [[Klasifikasi sumber daya mineral|Cadangan]] batu bara berjumlah sekitar 900 gigaton dengan kemungkinan 18.000 Gt sumber daya.<ref>{{cite journal
|title=Fire in the hole: After fracking comes coal
|journal=[[New Scientist]]|volume=221|issue=2956|date=15 Februari 2014|pages=36–41
|url=https://www.newscientist.com/article/mg22129560.400-fire-in-the-hole-after-fracking-comes-coal.html?full=true
|author=Fred Pearce|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20150316021625/http://www.newscientist.com/article/mg22129560.400-fire-in-the-hole-after-fracking-comes-coal.html?full=true|archive-date=16 Maret 2015
|bibcode=2014NewSc.221...36P|doi=10.1016/S0262-4079(14)60331-6}}
</ref> [[Cadangan minyak bumi]] adalah sekitar 150 gigaton. Sumber gas alam yang terbukti adalah sekitar {{val|175|e=12}} kubik meter (mengandung sekitar 105 gigaton karbon), tetapi penelitian memperkirakan {{val|900|e=12}} kubik meter deposit "tidak konvensional" lainnya seperti [[gas serpih]], mewakili sekitar 540 gigaton karbon.<ref>[https://www.newscientist.com/article/mg20627641.100-wonderfuel-welcome-to-the-age-of-unconventional-gas.html?full=true "Wonderfuel: Welcome to the age of unconventional gas"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20141209231648/http://www.newscientist.com/article/mg20627641.100-wonderfuel-welcome-to-the-age-of-unconventional-gas.html?full=true|date=9 Desember 2014}} oleh Helen Knight, ''[[New Scientist]]'', 12 Juni 2010, hlm. 44–7.</ref>
Karbon juga ditemukan dalam [[Metana klatrat|metana hidrat]] di daerah kutub dan di bawah laut. Berbagai perkiraan menempatkan karbon ini antara 500, 2500,<ref>[http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3493349.stm Ocean methane stocks 'overstated'] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130425211445/http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3493349.stm|date=25 April 2013}}, BBC, 17 Februari 2004.</ref> atau 3000 Gt.<ref>[https://www.newscientist.com/article/mg20227141.100 "Ice on fire: The next fossil fuel"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150222041938/http://www.newscientist.com/article/mg20227141.100|date=22 Februari 2015}} oleh Fred Pearce, ''New Scientist'', 27 Juni 2009, hlm. 30–33.</ref>
Di masa lalu, jumlah hidrokarbon lebih besar. Menurut satu sumber, dalam periode 1751 hingga 2008 sekitar 347 gigaton karbon dilepaskan sebagai karbon dioksida ke atmosfer dari pembakaran bahan bakar fosil.<ref>Calculated from file global.1751_2008.csv in {{cite web
|url=http://cdiac.ornl.gov/ftp/ndp030/CSV-FILES
|title=Index of /ftp/ndp030/CSV-FILES|access-date=6 November 2011|url-status=dead
|archive-url=https://web.archive.org/web/20111022125534/http://cdiac.ornl.gov/ftp/ndp030/CSV-FILES/|archive-date=22 Oktober 2011}} dari Carbon Dioxide Information Analysis Center.</ref> Sumber lain menyebutkan jumlah yang ditambahkan ke atmosfer untuk periode sejak 1750 ialah sebesar 879 Gt, dan total yang masuk ke atmosfer, laut, dan darat (seperti [[rawa gambut]]) hampir 2.000 Gt.<ref>{{cite journal
|title=Deep, and dank mysterious
|journal=New Scientist|date=21 September 2013|pages=40–43
|url=https://www.newscientist.com/articleimages/mg21929350.800/1-whats-brown-and-soggy-and-could-save-the-world.html|author=Rachel Gross|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20130921055409/http://www.newscientist.com/articleimages/mg21929350.800/1-whats-brown-and-soggy-and-could-save-the-world.html|archive-date=21 September 2013}}</ref>
Karbon adalah konstituen (sekitar 12% massa) dari massa yang sangat besar dari batuan [[karbonat]] ([[Gamping|batu gamping]], [[dolomit]], [[marmer]] dan sebagainya). [[Batu bara]] sangat kaya akan karbon ([[antrasit]] mengandung 92–98%)<ref>{{cite book
|title=Coal Mining Technology: Theory and Practice|author=Stefanenko, R.|publisher=Society for Mining Metallurgy|date=1983|isbn=978-0-89520-404-2}}
</ref> dan merupakan sumber komersial terbesar karbon mineral, terhitung 4.000 gigaton atau 80% dari [[bahan bakar fosil]].<ref>{{cite journal
|first=James|last=Kasting|date=1998
|title=The Carbon Cycle, Climate, and the Long-Term Effects of Fossil Fuel Burning
|journal=Consequences: The Nature and Implication of Environmental Change|volume=4|issue=1
|url=http://gcrio.org/CONSEQUENCES/vol4no1/carbcycle.html|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20081024152448/http://gcrio.org/CONSEQUENCES/vol4no1/carbcycle.html|archive-date=24 Oktober 2008}}</ref>
Adapun alotrop karbon individual, grafit ditemukan dalam jumlah besar di [[Amerika Serikat]] (kebanyakan di [[New York (negara bagian)|New York]] dan [[Texas]]), [[Rusia]], [[Meksiko]], [[Greenland]], dan [[India]]. Intan alami terjadi pada batu [[kimberlit]], ditemukan di "leher" atau "pipa" [[Gunung berapi|vulkanik]] kuno. Sebagian besar deposit intan berada di [[Afrika]], terutama di [[Afrika Selatan]], [[Namibia]], [[Botswana]], [[Republik Kongo]], dan [[Sierra Leone]]. Deposit intan juga telah ditemukan di [[Arkansas]], [[Kanada]], [[Arktika|Arktik]] Rusia, [[Brazil]], dan di [[Australia]] Utara dan Barat. Intan sekarang juga ditemukan dari dasar laut di [[Tanjung Harapan]]. Intan ditemukan secara alami, tetapi sekitar 30% dari semua intan industri yang digunakan di AS sekarang diproduksi.
Karbon-14 terbentuk di lapisan atas troposfer dan stratosfer pada ketinggian 9–15 km melalui reaksi yang diendapkan oleh [[sinar kosmik]].<ref>{{cite web
|url=http://www.acad.carleton.edu/curricular/BIOL/classes/bio302/pages/carbondatingback.html|url-status=live
|title=Carbon-14 formation|access-date=20 Agustus 2022
|archive-url=https://web.archive.org/web/20150801234723/http://www.acad.carleton.edu/curricular/BIOL/classes/bio302/pages/carbondatingback.html|archive-date=1 Agustus 2015}}
</ref> [[Suhu neutron#termal|Neutron termal]] dihasilkan dari tabrakan dengan inti nitrogen-14, membentuk karbon-14 dan proton. Dengan demikian, {{val|1.5|e=-10|u=%}} karbon dioksida atmosfer mengandung karbon-14.<ref>{{cite book
|last1=Aitken|first1=M.J.
|title=Science-based Dating in Archaeology|url=https://archive.org/details/sciencebaseddati0000aitk|date=1990|isbn=978-0-582-49309-4|pages=[https://archive.org/details/sciencebaseddati0000aitk/page/56 56]–58}}</ref>
Asteroid yang kaya karbon relatif lebih dominan di bagian terluar [[sabuk asteroid]] di [[Tata Surya]]. Asteroid-asteroid ini belum diambil sampelnya secara langsung oleh para ilmuwan. Asteroid dapat digunakan dalam [[Penambangan asteroid|penambangan karbon hipotetis berbasis ruang angkasa]], yang mungkin terjadi di masa depan, tetapi saat ini tidak mungkin secara teknologi.<ref>{{cite web
|last1=Nichols|first1=Charles R.
|title=Voltatile Products from Carbonaceous Asteroids
|url=http://www.uapress.arizona.edu/onlinebks/ResourcesNearEarthSpace/resources21.pdf|website=UAPress.Arizona.edu|access-date=20 Agustus 2022|url-status=dead
|archive-url=https://web.archive.org/web/20160702023807/http://www.uapress.arizona.edu/onlinebks/ResourcesNearEarthSpace/resources21.pdf|archive-date=2 Juli 2016}}</ref>
===Isotop===
{{Utama|Isotop karbon}}
[[Isotop]] karbon adalah [[inti atom]] yang mengandung enam [[proton]] ditambah sejumlah [[neutron]] (bervariasi dari 2 hingga 16). Karbon memiliki dua isotop alami yang stabil.<ref name="isotopes" /> Isotop [[karbon-12]] ({{sup|12}}C) membentuk 98,93% karbon di Bumi, sedangkan [[karbon-13]] ({{sup|13}}C) membentuk 1,07% sisanya.<ref name="isotopes" /> Konsentrasi {{sup|12}}C lebih meningkat dalam bahan biologis karena reaksi biokimia mendiskriminasi {{sup|13}}C.<ref>{{cite journal
|last1=Gannes|first1=Leonard Z.|last2=Del Rio|first2=Carlos Martı́nez|last3=Koch|first3=Paul
|title=Natural Abundance Variations in Stable Isotopes and their Potential Uses in Animal Physiological Ecology
|journal=Comparative Biochemistry and Physiology – Part A: Molecular & Integrative Physiology|volume=119|issue=3|pages=725–737|date=1998
|doi=10.1016/S1095-6433(98)01016-2|pmid=9683412}}
</ref> Pada tahun 1961, [[Persatuan Kimia Murni dan Terapan Internasional]] (IUPAC) mengadopsi isotop karbon-12 sebagai dasar untuk [[Massa atom relatif|berat atom]].<ref>{{cite web|url=http://www.bipm.org/en/si/base_units/
|title=Official SI Unit definitions|access-date=20 Agustus 2022|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20071014094602/http://www.bipm.org/en/si/base_units/|archive-date=14 Oktober 2007}}</ref> Identifikasi karbon dalam percobaan [[resonansi magnet inti]] (''nuclear magnetic resonance'', NMR) dilakukan dengan isotop {{sup|13}}C.
[[Karbon-14]] ({{sup|14}}C) merupakan sebuah [[Radionuklida|radioisotop]] alami, tercipta di [[atmosfer atas]] ([[stratosfer]] bawah dan [[troposfer]] atas) melalui interaksi [[nitrogen]] dengan [[sinar kosmik]].<ref>{{cite book
|first=S.|last=Bowman|date=1990
|title=Interpreting the past: Radiocarbon dating|url=https://archive.org/details/radiocarbondatin0000bowm|publisher=British Museum Press|isbn=978-0-7141-2047-8}}
</ref> Ia ditemukan dalam jumlah jejak di Bumi sebesar 1 [[bagian per triliun]] (0,0000000001%) atau lebih, sebagian besar terbatas pada atmosfer dan deposito dangkal, terutama [[gambut]] dan bahan organik lainnya.<ref>{{cite web
|last=Brown|first=Tom|date=1 Maret 2006
|url=http://www.llnl.gov/str/March06/Brown.html
|title=Carbon Goes Full Circle in the Amazon|publisher=Lawrence Livermore National Laboratory|access-date=20 Agustus 2022|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20080922031202/https://www.llnl.gov/str/March06/Brown.html|archive-date=22 September 2008}}
</ref> Isotop ini meluruh melalui [[Peluruhan beta|emisi β{{sup|−}}]] 0,158 MeV. Karena [[waktu paruh]]nya yang relatif pendek (5730 tahun), {{sup|14}}C hampir tidak ada di batuan purba. Jumlah {{sup|14}}C di [[Atmosfer benda langit|atmosfer]] dan dalam organisme hidup hampir konstan, tetapi dapat diprediksi menurun dalam tubuh mereka setelah kematian. Prinsip ini digunakan dalam [[penanggalan radiokarbon]], ditemukan pada tahun 1949, yang telah digunakan secara luas untuk menentukan usia bahan karbon dengan usia hingga sekitar 40.000 tahun.<ref>{{cite book
|last=Libby|first=W. F.|date=1952
|title=Radiocarbon dating|publisher=Chicago University Press and references therein}}
</ref><ref>{{cite web
|last=Westgren|first=A.|date=1960
|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1960/press.html
|title=The Nobel Prize in Chemistry 1960|publisher=Nobel Foundation|access-date=20 Agustus 2022|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20071025003508/http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1960/press.html|archive-date=25 Oktober 2007}}</ref>
Ada 15 isotop karbon yang telah diketahui dan yang berumur paling pendek adalah {{sup|8}}C yang meluruh melalui [[emisi proton]] dan [[peluruhan alfa]] dan memiliki waktu paruh 1,98739{{e|-21}} detik.<ref>{{cite web
|url=http://barwinski.net/isotopes/query_select.php
|title=Use query for carbon-8|access-date=20 Agustus 2022|publisher=barwinski.net|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20050207020143/http://barwinski.net/isotopes/query_select.php|archive-date=7 Februari 2005}}
</ref> {{sup|19}}C yang eksotis menunjukkan [[Inti halo|halo nuklir]], yang berarti [[jari-jari]]nya jauh lebih besar daripada yang diperkirakan jika [[Inti atom|inti]]nya merupakan [[Bola (geometri)|bola]] dengan [[massa jenis]] konstan.<ref>{{cite journal
|title=Beaming Into the Dark Corners of the Nuclear Kitchen|last1=Watson|first1=A.
|journal=Science|volume=286|issue=5437|pages=28–31|date=1999|s2cid=117737493|doi=10.1126/science.286.5437.28}}</ref>
===Pembentukan pada bintang===
{{Utama|Siklus CNO}}
Pembentukan inti atom karbon terjadi di dalam bintang [[Bintang raksasa|raksasa]] atau [[super raksasa]] melalui [[proses alfa tripel]]. Proses ini membutuhkan tumbukan hampir simultan dari tiga [[partikel alfa]] (inti [[helium]]), karena produk dari [[reaksi fusi]] nuklir lebih lanjut dari helium dengan hidrogen atau inti helium lainnya masing-masing menghasilkan [[litium-5]] dan [[berilium-8]], dengan keduanya sangat tidak stabil dan meluruh kembali hampir secara instan menjadi inti yang lebih kecil.<ref name="Audi">{{NUBASE 1997}}</ref> Proses alfa tripel terjadi dalam kondisi suhu di atas 100 megakelvin dan konsentrasi helium yang dilarang oleh ekspansi dan pendinginan cepat alam semesta awal, dan oleh karena itu tidak ada karbon signifikan yang tercipta selama [[Ledakan Dahsyat]].
Menurut teori kosmologi fisik saat ini, karbon terbentuk di bagian dalam bintang pada [[cabang horizontal]].<ref name="Ostlie">{{cite book |last1=Ostlie|first1=Dale A.|last2=Carroll|first2=Bradley W.|name-list-style=amp
|title=An Introduction to Modern Stellar Astrophysics
|publisher=Addison Wesley|location=San Francisco (CA)|date=2007|isbn=978-0-8053-0348-3}}
</ref> Ketika bintang masif mati sebagai supernova, karbon tersebar ke angkasa sebagai debu. Debu ini menjadi bahan komponen untuk pembentukan sistem [[Metalisitas|bintang generasi berikutnya]] dengan planet-planet yang bertambah.<ref name="NASA-20140221" /><ref>{{Cite book
|last=Whittet|first=Douglas C. B.|date=2003
|title=Dust in the Galactic Environment
|url=https://archive.org/details/dustingalacticen0000whit|pages=[https://archive.org/details/dustingalacticen0000whit/page/45 45]–46|publisher=[[CRC Press]]|isbn=978-0-7503-0624-9}}
</ref> [[Tata Surya]] adalah salah satu sistem bintang dengan kelimpahan karbon, memungkinkan adanya kehidupan seperti yang kita kenal.
[[Siklus CNO]] adalah mekanisme fusi hidrogen tambahan yang menggerakkan bintang, di mana karbon beroperasi sebagai [[katalis]].
Transisi rotasi berbagai bentuk isotop karbon monoksida (misalnya, {{sup|12}}CO, {{sup|13}}CO, dan {{sup|18}}CO) dapat dideteksi dalam rentang panjang gelombang [[Astronomi submilimeter|submilimeter]], dan digunakan dalam studi [[Pembentukan bintang|pembentukan bintang baru]] di [[awan molekul]].<ref>{{cite book
|last=Pikelʹner|first=Solomon Borisovich|title=Star Formation
|url=https://books.google.com/books?id=qbGLgcxnfpIC&pg=PA38|access-date=20 Agustus 2022|date=1977
|publisher=Springer|isbn=978-90-277-0796-3|pages=38|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20121123220424/http://books.google.com/books?id=qbGLgcxnfpIC&pg=PA38|archive-date=23 November 2012}}</ref>
===Siklus karbon===
{{Utama|Siklus karbon}}
[[File:Carbon cycle-cute diagram.svg|thumb|upright=1.35|Diagram siklus karbon. Angka hitam menunjukkan berapa banyak karbon yang disimpan di berbagai reservoir, dalam miliar ton ("GtC" adalah singkatan dari gigaton karbon; angkanya sekitar tahun 2004). Angka ungu menunjukkan berapa banyak karbon yang berpindah antar reservoir setiap tahunnya. Sedimen, sebagaimana didefinisikan dalam diagram ini, tidak termasuk ≈70 juta GtC batuan karbonat dan [[kerogen]].]]
Dalam kondisi terestrial, konversi satu unsur menjadi unsur lain sangatlah jarang. Oleh karena itu, jumlah karbon di Bumi secara efektif ialah konstan. Jadi, proses yang menggunakan karbon harus mendapatkannya dari suatu tempat dan membuangnya di tempat lain. Jalur karbon di lingkungan membentuk [[siklus karbon]].<ref>Mannion, hlm. 51–54.</ref> Misalnya, tanaman [[fotosintesis]] menarik [[karbon dioksida]] dari atmosfer (atau air laut) dan membangunnya menjadi biomassa, seperti dalam [[siklus Calvin]], sebuah proses [[fiksasi karbon]].<ref>Mannion, hlm. 84–88.</ref> Beberapa dari biomassa ini dimakan oleh hewan, sementara beberapa karbon dihembuskan oleh hewan sebagai karbon dioksida. Siklus karbon jauh lebih rumit daripada putaran pendek ini; misalnya, beberapa karbon dioksida terlarut di lautan; jika bakteri tidak mengkonsumsinya, tumbuhan atau hewan yang mati dapat menjadi [[minyak bumi]] atau [[batu bara]], yang melepaskan karbon ketika dibakar.<ref>{{cite journal
|journal=Science|date=2000|volume=290|issue=5490|pages=291–296|doi=10.1126/science.290.5490.291|s2cid=1779934|bibcode=2000Sci...290..291F|pmid=11030643
|title=The Global Carbon Cycle: A Test of Our Knowledge of Earth as a System
|last1=Falkowski|first1=P. |last2=Scholes|first2=R. J. |last3=Boyle|first3=E. |last4=Canadell|first4=J. |last5=Canfield|first5=D.
|last6=Elser|first6=J. |last7=Gruber|first7=N. |last8=Hibbard|first8=K. |last9=Högberg|first9=P.|display-authors=8}}
</ref><ref>{{cite journal
|title=The global terrestrial carbon cycle|date=1993
|last1=Smith|first1=T. M.|last2=Cramer|first2=W. P.|last3=Dixon|first3=R. K.|last4=Leemans|first4=R.|last5=Neilson|first5=R. P.|last6=Solomon|first6=A. M.
|journal=Water, Air, & Soil Pollution|volume=70|issue=1–4|pages=19–37|bibcode=1993WASP...70...19S|s2cid=97265068|doi=10.1007/BF01104986}}</ref>
==Senyawa==
===Senyawa organik===
[[Berkas:Methane-2D-stereo.svg|thumb|left|upright=0.7|Rumus struktur [[metana]], senyawa organik paling sederhana.]]
[[Berkas:Auto-and heterotrophs.png|thumb|upright=1.35|Korelasi antara ''siklus karbon'' dan pembentukan senyawa organik. Pada tumbuhan, karbon dioksida yang dibentuk oleh fiksasi karbon dapat bergabung dengan air dalam [[fotosintesis]] (<span style="color:green;">hijau</span>) untuk membentuk senyawa organik, yang dapat digunakan dan selanjutnya diubah oleh tumbuhan dan hewan.]]
Karbon dapat membentuk rantai yang sangat panjang dari [[Ikatan karbon-karbon|ikatan karbon–karbon]] yang saling berhubungan, suatu sifat yang disebut [[katenasi]]. Ikatan karbon–karbon kuat dan stabil. Melalui katenasi, karbon membentuk senyawa yang tak terhitung jumlahnya. Sebuah penghitungan senyawa unik menunjukkan bahwa lebih banyak senyawa yang mengandung karbon daripada yang tidak.<ref name="Burrows Holman Parsons Pilling 2017 hlm. 70">{{cite book
|last1=Burrows|first1=A. |last2=Holman|first2=J. |last3=Parsons|first3=A. |last4=Pilling|first4=G. |last5=Price|first5=G.
|title=Chemistry3: Introducing Inorganic, Organic and Physical Chemistry
|publisher=Oxford University Press|year=2017|isbn=978-0-19-873380-5|page=70
|url=https://books.google.com/books?id=YzbjDQAAQBAJ&pg=PA70|access-date=20 Agustus 2022|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20171122173131/https://books.google.com/books?id=YzbjDQAAQBAJ&pg=PA70|archive-date=22 November 2017}}
</ref> Klaim serupa dapat dibuat untuk hidrogen karena sebagian besar senyawa organik mengandung hidrogen yang terikat secara kimia dengan karbon atau unsur umum lainnya seperti oksigen atau nitrogen.
Bentuk paling sederhana dari molekul organik adalah [[hidrokarbon]]—sebuah keluarga besar [[Senyawa organik|molekul organik]] yang terdiri dari atom [[hidrogen]] yang terikat pada rantai atom karbon. Tulang punggung hidrokarbon dapat digantikan oleh atom lain, yang dikenal sebagai [[heteroatom]]. Heteroatom umum yang muncul dalam senyawa organik termasuk oksigen, nitrogen, belerang, fosforus, dan halogen nonradioaktif, serta logam litium dan magnesium. Senyawa organik yang mengandung ikatan dengan logam dikenal sebagai senyawa organologam (''lihat di bawah''). Pengelompokan atom tertentu, sering kali termasuk heteroatom, muncul kembali dalam sejumlah besar senyawa organik. Kumpulan ini, yang dikenal sebagai ''[[gugus fungsi]]'', memberikan pola reaktivitas umum dan memungkinkan studi sistematis dan kategorisasi senyawa organik. Panjang rantai, bentuk dan gugus fungsi semuanya mempengaruhi sifat molekul organik.<ref>Mannion hlm. 27–51</ref>
Pada sebagian besar senyawa karbon yang stabil (dan hampir semua senyawa ''organik'' yang stabil), karbon mematuhi [[kaidah oktet]] dan bersifat ''tetravalen'', yang berarti bahwa atom karbon membentuk total empat ikatan kovalen (yang dapat mencakup ikatan rangkap dua dan rangkap tiga). Pengecualiannya ialah termasuk sejumlah kecil ''karbokation'' (tiga ikatan, muatan positif), ''radikal'' (tiga ikatan, netral), ''karbanion'' (tiga ikatan, muatan negatif) dan ''karbena'' (dua ikatan, netral) yang distabilkan, meskipun spesies-spesies ini jauh lebih mungkin ditemui sebagai [[Senyawa intermediat|zat antara]] yang tidak stabil dan reaktif.
Karbon terjadi di semua kehidupan [[Materi organik|organik]] yang diketahui dan merupakan dasar dari [[kimia organik]]. Ketika disatukan dengan [[hidrogen]], ia membentuk berbagai hidrokarbon yang penting bagi industri sebagai [[Refrigeran|pendingin]], [[pelumas]], [[pelarut]], sebagai bahan baku kimia untuk pembuatan [[plastik]] dan [[petrokimia]], serta sebagai [[bahan bakar fosil]].
Ketika dikombinasikan dengan oksigen dan hidrogen, karbon dapat membentuk banyak kelompok senyawa biologis yang penting, seperti [[gula]], [[lignan]], [[kitin]], [[alkohol]], [[lemak]], serta [[Ester (kimia)|ester]], [[karotenoid]], dan [[terpena]] aromatik. Dengan [[nitrogen]] membentuk [[alkaloid]], dan dengan penambahan [[belerang]] juga membentuk [[antibiotik]], [[asam amino]], dan produk [[Karet alami|karet]]. Dengan penambahan [[fosforus]] ke unsur-unsur lain ini, ia membentuk [[Asam deoksiribonukleat|DNA]] dan [[Asam ribonukleat|RNA]], pembawa kode kimia kehidupan, dan [[adenosina trifosfat]] (ATP), molekul transfer energi terpenting di semua sel hidup.<ref>Mannion hlm. 84–91</ref>
===Senyawa anorganik===
Umumnya senyawa yang mengandung karbon yang berasosiasi dengan mineral atau yang tidak mengandung ikatan dengan atom karbon lain, halogen, atau hidrogen, diperlakukan secara terpisah dari [[senyawa organik]] klasik; definisi tidak kaku, dan klasifikasi beberapa senyawa dapat bervariasi dari penulis ke penulis (lihat artikel referensi di atas). Di antaranya adalah oksida karbon sederhana. Oksida yang paling menonjol adalah [[karbon dioksida]] ({{CO2}}). Ia pernah menjadi konstituen utama dari [[paleoatmosfer]], tetapi merupakan komponen kecil dari [[atmosfer Bumi]] saat ini.<ref>{{cite journal
|date=1982|title=The prebiological paleoatmosphere: stability and composition
|journal=Origins of Life and Evolution of Biospheres|volume=12|pages=245–259|doi=10.1007/BF00926894|pmid=7162799|issue=3|bibcode=1982OrLi...12..245L|s2cid=20097153
|last1=Levine|first1=Joel S.|last2=Augustsson|first2=Tommy R.|last3=Natarajan|first3=Murali}}
</ref> Dilarutkan dalam [[Sifat air|air]], ia membentuk [[asam karbonat]] ({{chem|H|2|C|O|3}}), tetapi karena kebanyakan senyawa dengan banyak oksigen yang terikat tunggal pada satu karbon, ia tidaklah stabil.<ref>{{cite journal
|author=Loerting, T.|date=2001|title=On the Surprising Kinetic Stability of Carbonic Acid
|journal=Angew. Chem. Int. Ed.|volume=39|pages=891–895|doi=10.1002/(SICI)1521-3773(20000303)39:5<891::AID-ANIE891>3.0.CO;2-E|pmid=10760883|issue=5
|display-authors=1|last2=Tautermann|first2=Christofer|last3=Kroemer|first3=Romano T. |last4=Kohl|first4=Ingrid
|last5=Hallbrucker|first5=Andreas |last6=Mayer|first6=Erwin |last7=Liedl|first7=Klaus R.}}
</ref> Namun, melalui zat antara ini, [[ion]] [[karbonat]] yang distabilkan resonansi dihasilkan. Beberapa mineral penting lainnya adalah karbonat, terutama [[kalsit]]. [[Karbon disulfida]] ({{chem|C|S|2}}) juga serupa.<ref name="Greenwood289" /> Namun demikian, karena sifat fisiknya dan hubungannya dengan sintesis organik, karbon disulfida terkadang diklasifikasikan sebagai pelarut ''organik.''
Oksida umum lainnya adalah [[karbon monoksida]] (CO). Ia dibentuk oleh pembakaran yang tidak sempurna, dan merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau. Molekul ini masing-masing mengandung ikatan rangkap tiga dan cukup [[Polaritas (kimia)#Polaritas molekul|polar]], menghasilkan kecenderungan untuk mengikat molekul hemoglobin secara permanen, menggantikan oksigen, yang memiliki afinitas pengikatan yang lebih rendah.<ref>{{cite journal
|author=Haldane J.|date=1895|title=The action of carbonic oxide on man
|journal=Journal of Physiology|volume=18|pages=430–462|pmid=16992272|issue=5–6|pmc=1514663|doi=10.1113/jphysiol.1895.sp000578}}
</ref><ref>{{cite journal
|date=2003|title=The clinical toxicology of carbon monoxide
|journal=Toxicology|issue=1|pages=25–38|volume=187|pmid=12679050|doi=10.1016/S0300-483X(03)00005-2
|last1=Gorman|first1=D.|last2=Drewry|first2=A.|last3=Huang|first3=Y. L.|last4=Sames|first4=C.}}
</ref> [[Sianida]] (CN{{sup|−}}), memiliki struktur yang mirip, tetapi berperilaku seperti ion [[halida]] ([[pseudohalogen]]). Misalnya, ia dapat membentuk molekul [[sianogen]] nitrida ((CN){{sub|2}}), mirip dengan halida diatomik. Demikian juga, analog sianida yang lebih berat, [[siafida]] (CP{{sup|−}}), juga dianggap anorganik, meskipun sebagian besar turunan sederhananya sangat tidak stabil. Oksida lain yang tidak umum adalah [[karbon suboksida]] ({{chem|C|3|O|2}}),<ref>{{cite web
|title=Compounds of carbon: carbon suboxide
|url=http://www.webelements.com/webelements/compounds/text/C/C3O2-504643.html|access-date=21 Agustus 2022|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20071207230312/http://www.webelements.com/webelements/compounds/text/C/C3O2-504643.html|archive-date=7 Desember 2007}}
</ref> [[dikarbon monoksida]] (C{{sub|2}}O) yang tidak stabil,<ref>{{cite journal
|last1=Bayes|first1=K.|title=Photolysis of Carbon Suboxide
|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=83|date=1961|pages=3712–3713|doi=10.1021/ja01478a033|issue=17}}
</ref><ref>{{cite journal
|author=Anderson D. J.|title=Photodissociation of Carbon Suboxide
|journal=Journal of Chemical Physics|volume=94|date=1991|pages=7852–7867|issue=12|bibcode=1991JChPh..94.7857A|doi=10.1063/1.460121
|last2=Rosenfeld|first2=R. N.}}
</ref> [[karbon trioksida]] (CO{{sub|3}}),<ref>{{cite journal
|title=A theoretical study of the structure and properties of carbon trioxide|last1=Sabin|first1=J. R.
|journal=Chemical Physics Letters|volume=11|issue=5|pages=593–597|date=1971|doi=10.1016/0009-2614(71)87010-0|bibcode=1971CPL....11..593S|last2=Kim|first2=H.}}</ref><ref>{{cite journal
|title=Carbon Trioxide: Its Production, Infrared Spectrum, and Structure Studied in a Matrix of Solid CO{{sub|2}}
|journal=Journal of Chemical Physics|date=1966|volume=45|issue=12|pages=4469–4481|doi=10.1063/1.1727526|bibcode=1966JChPh..45.4469M
|author=Moll N. G.|author2=Clutter D. R.|author3=Thompson W. E.}}
</ref> [[siklopentanapentona]] (C{{sub|5}}O{{sub|5}}),<ref name="fatiadi">{{cite journal
|title=Cyclic Polyhydroxy Ketones. I. Oxidation Products of Hexahydroxybenzene (Benzenehexol)
|journal=Journal of Research of the National Bureau of Standards Section A|volume=67A|issue=2|date=1963|pages=153–162
|url=http://nvl.nist.gov/pub/nistpubs/jres/067/2/V67.N02.A06.pdf|url-status=dead|access-date=21 Agustus 2022
|doi=10.6028/jres.067A.015|pmid=31580622|pmc=6640573
|first1=Alexander J.|last1=Fatiadi|last2=Isbell|first2=Horace S.|last3=Sager|first3=William F.
|archive-url=https://web.archive.org/web/20090325204012/http://nvl.nist.gov/pub/nistpubs/jres/067/2/V67.N02.A06.pdf|archive-date=25 Maret 2009}}
</ref> [[sikloheksanaheksona]] (C{{sub|6}}O{{sub|6}}),<ref name="fatiadi" /> dan [[anhidrida melitat]] (C{{sub|12}}O{{sub|9}}). Namun, anhidrida melitat adalah asil anhidrida tripel dari asam melitat; apalagi, ia mengandung cincin benzena. Jadi, banyak ahli kimia yang menganggapnya sebagai senyawa organik.
Dengan [[logam]] reaktif, seperti [[wolfram]], karbon membentuk [[karbida]] (C{{sup|4−}}) atau [[asetilida]] ({{chem|C|2|2-}}) untuk membentuk paduan dengan titik lebur tinggi. Anion ini juga terkait dengan [[metana]] dan [[asetilena]], keduanya merupakan asam yang sangat lemah. Dengan elektronegativitas 2,5,<ref>{{cite book
|first=L.|last=Pauling|title=The Nature of the Chemical Bond
|url=https://archive.org/details/natureofchemical00paul|url-access=registration
|edition=3|publisher=Cornell University Press|location=Ithaca, NY|date=1960
|page=[https://archive.org/details/natureofchemical00paul/page/93 93]|isbn=978-0-8014-0333-0}}
</ref> karbon lebih suka membentuk [[ikatan kovalen]]. Beberapa karbida merupakan kisi kovalen, seperti [[Silikon karbida|karborundum]] (SiC), yang menyerupai [[intan]]. Namun demikian, bahkan karbida yang paling polar dan seperti garam bukanlah senyawa ionik sepenuhnya.<ref name="Greenwood297">Greenwood and Earnshaw, hlm. 297–301</ref>
===Senyawa organologam===
{{Utama|Kimia organologam}}
Menurut definisi, senyawa organologam mengandung setidaknya satu ikatan kovalen karbon-logam. Berbagai macam senyawa tersebut eksis; kelas utama meliputi senyawa alkil-logam sederhana (misalnya, [[tetra etil timbal]]), senyawa alkena η{{sup|2}} (misalnya, [[garam Zeise]]), dan senyawa alil η{{sup|3}} (misalnya, [[dimer alilpaladium klorida]]); [[metalosena]] yang mengandung ligan siklopentadienil (misalnya, [[ferosena]]); dan [[kompleks karbena logam transisi]]. Banyak [[karbonil logam]] dan [[Sianometalat|sianida logam]] eksis (misalnya, [[nikel tetrakarbonil]] and [[kalium ferisianida]]); beberapa pekerja menganggap kompleks karbonil dan sianida logam tanpa ligan karbon lain sebagai murni anorganik, dan bukan organologam. Namun, sebagian besar ahli kimia organologam menganggap kompleks logam dengan ligan karbon, bahkan 'karbon anorganik' (misalnya, karbonil, sianida, dan beberapa jenis karbida dan asetilida tertentu) sebagai organologam di alam. Kompleks logam yang mengandung ligan organik tanpa ikatan kovalen karbon-logam (misalnya, karboksilat logam) disebut senyawa ''metalorganik''.
Walaupun karbon dipahami sangat menyukai pembentukan empat ikatan kovalen, skema ikatan eksotik lainnya juga diketahui. [[Karborana]] merupakan turunan dodekahedron yang sangat stabil dari unit [B<sub>12</sub>H<sub>12</sub>]<sup>2-</sup>, dengan satu BH diganti dengan CH<sup>+</sup>. Dengan demikian, karbon terikat pada lima atom boron dan satu atom hidrogen. Kation [(Ph{{sub|3}}PAu){{sub|6}}C]{{sup|2+}} mengandung karbon oktahedron yang terikat pada enam fragmen fosfin-emas. Fenomena ini telah dikaitkan dengan [[aurofilisitas]] ligan emas, yang memberikan stabilisasi tambahan dari spesies yang labil.<ref>{{cite journal
|author=Scherbaum, Franz
|journal=Angew. Chem. Int. Ed. Engl.|volume=27|issue=11|pages=1544–1546|date=1988|doi=10.1002/anie.198815441
|title="Aurophilicity" as a consequence of Relativistic Effects: The Hexakis(triphenylphosphaneaurio)methane Dication [(Ph{{sub|3}}PAu){{sub|6}}C]{{sup|2+}}
|display-authors=1|last2=Grohmann|first2=Andreas|last3=Huber|first3=Brigitte|last4=Krüger|first4=Carl|last5=Schmidbaur|first5=Hubert}}
</ref> Di alam, kofaktor besi-molibdenum ([[FeMoco]]) yang bertanggung jawab atas [[Pengikatan nitrogen|fiksasi nitrogen]] mikroba juga memiliki pusat karbon oktahedron (secara formal sebuah karbida, C(-IV)) yang terikat pada enam atom besi. Pada tahun 2016, dipastikan bahwa, sesuai dengan prediksi teoretis sebelumnya, [[Heksametilbenzena|dikation heksametilbenzena]] mengandung atom karbon dengan enam ikatan. Lebih khusus, dikation ini dapat dijelaskan secara struktural dengan formulasi [MeC(η<sup>5</sup>-C<sub>5</sub>Me<sub>5</sub>)]<sup>2+</sup>, menjadikannya sebuah "[[metalosena]] organik" di mana fragmen MeC<sup>3+</sup> terikat pada fragmen η<sup>5</sup>-C<sub>5</sub>Me<sub>5</sub><sup>−</sup> melalui kelima karbon didalam cincin.<ref>{{cite magazine
|url=http://cen.acs.org/articles/94/i49/Six-bonds-carbon-Confirmed.html?type=paidArticleContent|url-status=live
|title=Six bonds to carbon: Confirmed
|first=Stephen K.|last=Ritter|magazine=Chemical & Engineering News
|archive-url=https://web.archive.org/web/20170109183800/http://cen.acs.org/articles/94/i49/Six-bonds-carbon-Confirmed.html?type=paidArticleContent|archive-date=9 Januari 2017}}</ref>
[[File:Akiba's "hypervalent carbon" compound.png|thumb|Turunan antrasena ini mengandung atom karbon dengan 5 pasangan elektron formal di sekitarnya.]]
Penting untuk dicatat bahwa dalam kasus di atas, masing-masing ikatan pada karbon mengandung kurang dari dua pasangan elektron formal. Dengan demikian, jumlah elektron formal spesies ini tidak melebihi oktet. Hal ini membuat mereka hiperkoordinat tapi tidak hipervalen. Bahkan dalam kasus dugaan spesies 10-C-5 (yaitu, karbon dengan lima ligan dan jumlah elektron formal sepuluh), seperti yang dilaporkan oleh Akiba dan rekan kerjanya,<ref>{{Cite journal
|last1=Yamashita|first1=Makoto|last2=Yamamoto|first2=Yohsuke|last3=Akiba|first3=Kin-ya |last4=Hashizume|first4=Daisuke|last5=Iwasaki|first5=Fujiko|last6=Takagi|first6=Nozomi|last7=Nagase|first7=Shigeru|date=2005-03-01
|title=Syntheses and Structures of Hypervalent Pentacoordinate Carbon and Boron Compounds Bearing an Anthracene Skeleton − Elucidation of Hypervalent Interaction Based on X-ray Analysis and DFT Calculation
|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=127|issue=12|pages=4354–4371|doi=10.1021/ja0438011|pmid=15783218|issn=0002-7863}}
</ref> perhitungan struktur elektronik menyimpulkan bahwa populasi elektron di sekitar karbon masih kurang dari delapan, seperti yang berlaku untuk senyawa lain yang memiliki [[ikatan tiga pusat]] empat elektron.
==Sejarah dan etimologi==
[[Berkas:Antoine lavoisier.jpg|thumb|upright|left|[[Antoine Lavoisier]] di masa mudanya]]
Nama [[Bahasa Inggris|Inggris]] ''carbon'' berasal dari [[bahasa Latin]] ''carbo'' untuk batu bara dan arang,<ref>Shorter Oxford English Dictionary, Oxford University Press</ref> yang juga berasal dari [[bahasa Prancis]] ''charbon'', yang berarti arang. Dalam [[bahasa Jerman]], [[bahasa Belanda|Belanda]], dan [[bahasa Denmark|Denmark]], nama karbon masing-masing adalah ''kohlenstoff'', ''koolstof'' dan ''kulstof'' semuanya secara harfiah berarti zat [[batu bara]].
Karbon ditemukan pada masa prasejarah dan dikenal dalam bentuk [[jelaga]] dan [[arang]] pada [[peradaban]] [[manusia]] paling awal. Intan mungkin sudah dikenal sejak 2500 SM di Tiongkok, sedangkan karbon dalam bentuk arang dibuat sekitar zaman Romawi dengan proses kimia yang sama seperti saat ini, dengan memanaskan kayu dalam sebuah [[piramida]] yang dilapisi [[tanah liat]] untuk menghilangkan udara.<ref name="ancient_China">{{cite news
|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/4555235.stm
|title=Chinese made first use of diamond
|work=BBC News|date=17 Mei 2005|access-date=21 Agustus 2022|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20070320064349/http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/4555235.stm|archive-date=20 Maret 2007}}
</ref><ref>{{cite web
|url=http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=C
|title=Carbonium/Carbon at Elementymology & Elements Multidict|author=van der Krogt, Peter|access-date=21 Agustus 2022|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20100123003310/http://elements.vanderkrogt.net/element.php?sym=C|archive-date=23 Januari 2010}}</ref>
[[Berkas:Carl Wilhelm Scheele from Familj-Journalen1874.png|thumb|upright|[[Carl Wilhelm Scheele]]]]
Pada tahun 1722, [[René Antoine Ferchault de Réaumur]] mendemonstrasikan bahwa besi diubah menjadi baja melalui penyerapan beberapa zat, yang sekarang dikenal sebagai karbon.<ref>{{cite book
|last=Ferchault de Réaumur|first=R.-A.|date=1722
|title=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 (terjemahan bahasa Inggris dari tahun 1956)|location=Paris, Chicago}}
</ref> Pada tahun 1772, [[Antoine Lavoisier]] menunjukkan bahwa intan merupakan bentuk karbon; ketika dia membakar sampel arang dan intan dan menemukan bahwa keduanya tidak menghasilkan air dan keduanya melepaskan jumlah [[karbon dioksida]] yang sama per [[gram]]nya.
Pada tahun 1779,<ref>{{cite web
|url=http://www.canadaconnects.ca/chemistry/1009
|title=Carbon
|publisher=Canada Connects|access-date=21 Agustus 2022|url-status=dead
|archive-url=https://web.archive.org/web/20101027222156/http://canadaconnects.ca/chemistry/1009/|archive-date=27 Oktober 2010}}
</ref> [[Carl Wilhelm Scheele]] menunjukkan bahwa grafit, yang dianggap sebagai bentuk [[timbal]], ternyata identik dengan arang tetapi dengan sedikit campuran besi, dan memberikan "asam udara" (nama buatannya untuk karbon dioksida) ketika dioksidasi dengan asam nitrat.<ref name="FSenese">{{cite web
|author=Senese, Fred|date=9 September 2000
|url=http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/inorganic/faq/discovery-of-carbon.shtml
|title=Who discovered carbon?
|publisher=Frostburg State University|access-date=21 Agustus 2022|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20071207230348/http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/inorganic/faq/discovery-of-carbon.shtml|archive-date=7 Desember 2007}}
</ref> Pada tahun 1786, ilmuwan Prancis [[Claude Louis Berthollet]], [[Gaspard Monge]] dan C. A. Vandermonde menegaskan bahwa grafit sebagian besar merupakan karbon dengan mengoksidasinya dalam oksigen dengan cara yang sama seperti yang dilakukan Lavoisier dengan intan.<ref>{{cite book
|author=Giolitti, Federico|date=1914
|title=The Cementation of Iron and Steel
|url=https://archive.org/details/cementationiron01rouigoog
|publisher=McGraw-Hill Book Company, inc}}
</ref> Beberapa besi tersisa lagi, yang menurut para ilmuwan Prancis tadi diperlukan untuk struktur grafit. Dalam publikasi mereka, mereka mengusulkan nama ''carbone'' (Latin ''carbonum'') untuk unsur dalam grafit yang dilepaskan sebagai gas pada pembakaran grafit. Antoine Lavoisier kemudian mendaftarkan karbon sebagai [[Unsur kimia|unsur]] dalam buku teksnya tahun 1789.<ref name="FSenese" />
Sebuah [[Alotropi|alotrop]] karbon baru, [[fulerena]], yang ditemukan pada tahun 1985<ref>{{cite journal
|journal=Nature|volume=318|pages=162–163|date=1985|issue=6042|bibcode=1985Natur.318..162K|doi=10.1038/318162a0|s2cid=4314237
|title=C{{sub|60}}: Buckminsterfullerene
|last1=Kroto|first1=H. W.|last2=Heath|first2=J. R.|last3=O'Brien|first3=S. C.|last4=Curl|first4=R. F.|last5=Smalley|first5=R. E.}}
</ref> termasuk bentuk yang ber[[struktur nano]] seperti ''[[Bukminsterfulerena|buckyball]]'' dan [[Tabung nano karbon|tabung nano]].<ref name="buckyballs">{{cite web
|url=http://www.ch.ic.ac.uk/local/projects/unwin/Fullerenes.html|access-date=21 Agustus 2022|url-status=live
|title=Fullerenes(An Overview)|author=Unwin, Peter
|archive-url=https://web.archive.org/web/20071201165240/http://www.ch.ic.ac.uk/local/projects/unwin/Fullerenes.html|archive-date=1 Desember 2007}}
</ref> Penemu mereka – [[Robert Floyd Curl|Robert Curl]], [[Harold Walter Kroto|Harold Kroto]] dan [[Richard Smalley]] – menerima [[Penghargaan Nobel]] Kimia pada tahun 1996.<ref>{{cite web
|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1996/index.html|access-date=21 Agustus 2022|url-status=live
|title=The Nobel Prize in Chemistry 1996 "for their discovery of fullerenes"
|archive-url=https://web.archive.org/web/20071011035122/http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1996/index.html|archive-date=11 Oktober 2007}}
</ref> Ketertarikan baru yang dihasilkan dalam bentuk-bentuk baru mengarah pada penemuan alotrop eksotis lebih lanjut, termasuk [[karbon kaca]], dan kesadaran bahwa "[[karbon amorf]]" tidak sepenuhnya [[amorf]].<ref name="glassy carbon">{{cite journal
|url=http://www.physics.usyd.edu.au/~powles/PDFs/Harris_2004.pdf|url-status=dead|access-date=21 Agustus 2022
|title=Fullerene-related structure of commercial glassy carbons|author=Harris, PJF|date=2004
|journal=Philosophical Magazine|volume=84|pages=3159–3167|doi=10.1080/14786430410001720363|issue=29|bibcode=2004PMag...84.3159H|citeseerx=10.1.1.359.5715
|s2cid=220342075|archive-url=https://web.archive.org/web/20120319054641/http://www.physics.usyd.edu.au/~powles/PDFs/Harris_2004.pdf|archive-date=19 Maret 2012}}</ref>
==Produksi==
===Grafit===
{{Utama|Grafit}}
Deposit alami grafit yang layak secara komersial terjadi di banyak bagian dunia, tetapi sumber terpenting secara ekonomi ada di [[Tiongkok]], [[India]], [[Brasil]], dan [[Korea Utara]]. Endapan grafit berasal dari [[Batuan metamorf|metamorf]], ditemukan berasosiasi dengan [[kuarsa]], [[mika]], dan [[felspar]] dalam sekis, [[gneis]] serta [[batu pasir]] dan [[Gamping|batu gamping]] termetamorfosis sebagai [[lensa (geologi)|lensa]] atau [[vena (geologi)|vena]], kadang-kadang dengan ketebalan satu meter atau lebih. Deposit grafit di [[Borrowdale]], [[Cumberland]], [[Inggris]] pada mulanya memiliki ukuran dan kemurnian yang cukup sehingga, hingga abad ke-19, [[pensil]] dibuat hanya dengan menggergaji blok grafit alam menjadi strip sebelum membungkus strip dalam kayu. Saat ini, deposit grafit yang lebih kecil diperoleh dengan menghancurkan batuan induk dan mengapungkan grafit yang lebih ringan di atas air.<ref name="USGS">[http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/graphite USGS Minerals Yearbook: Graphite, 2009] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080916114706/http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/graphite/|date=16 September 2008}} dan Graphite: Mineral Commodity Summaries 2011</ref>
Ada tiga jenis grafit alami—amorf, serpihan atau serpihan kristal, dan vena atau gumpalan. Grafit amorf adalah kualitas terendah dan paling melimpah. Bertentangan dengan ilmu pengetahuan, dalam industri "amorf" mengacu pada ukuran kristal yang sangat kecil daripada kekurangan struktur kristal. Amorf digunakan untuk produk grafit bernilai rendah dan merupakan grafit dengan harga terendah. Deposit grafit amorf besar ditemukan di Tiongkok, Eropa, Meksiko, dan Amerika Serikat. Grafit serpihan kurang umum dan berkualitas lebih tinggi daripada amorf; ia terjadi sebagai pelat terpisah yang mengkristal dalam batuan metamorf. Grafit serpihan bisa empat kali lipat harga amorf. Serpihan berkualitas baik dapat diproses menjadi [[grafit yang dapat diperluas]] untuk banyak kegunaan, seperti [[penghambat nyala]]. Deposito terkemuka ditemukan di Austria, Brasil, Kanada, Tiongkok, Jerman, dan Madagaskar. Grafit vena atau gumpalan adalah jenis grafit alami yang paling langka, paling berharga, dan berkualitas tinggi. Ia terjadi pada vena sepanjang kontak intrusif dalam gumpalan padat, dan hanya ditambang secara komersial di Sri Lanka.<ref name="USGS" />
Menurut [[Survei Geologi Amerika Serikat|USGS]], produksi dunia grafit alam adalah 1,1 juta ton pada 2010, di mana Tiongkok menyumbang 800.000 t, India 130.000 t, Brasil 76.000 t, Korea Utara 30.000 t dan Kanada 25.000 t. Tidak ada grafit alami yang dilaporkan ditambang di Amerika Serikat, tetapi 118.000 t grafit sintetis dengan nilai perkiraan AS$998 juta diproduksi pada tahun 2009.<ref name="USGS" />
{{Clear}}
===Intan{{anchor|Produksi intan}}===
{{Utama|Intan}}
[[Berkas:Global Diamond Output in 2005.png|thumb|upright=2.0|Keluaran intan pada tahun 2005]]
Rantai pasokan intan dikendalikan oleh sejumlah kecil bisnis kuat, dan juga sangat terkonsentrasi di sejumlah kecil lokasi di seluruh dunia (lihat gambar).
Hanya sebagian kecil dari bijih intan yang terdiri dari intan yang sebenarnya. Bijih dihancurkan, di mana perawatan harus diambil untuk mencegah berlian yang lebih besar dihancurkan dalam proses ini dan selanjutnya partikel diurutkan berdasarkan kepadatan. Saat ini, intan terletak di fraksi kepadatan yang kaya berlian dengan bantuan [[fluoresensi sinar-X]], setelah itu langkah penyortiran terakhir dilakukan dengan tangan. Sebelum penggunaan [[sinar-X]] menjadi biasa, pemisahan dilakukan dengan sabuk gemuk; intan memiliki kecenderungan yang lebih kuat untuk menempel pada minyak daripada mineral lain dalam bijih.<ref>{{cite book|page=223|title=The nature of diamonds|author=Harlow, G. E.|publisher=Cambridge University Press|date=1998|isbn=978-0-521-62935-5}}</ref>
Secara historis intan diketahui hanya ditemukan di endapan aluvial di [[India Selatan]].<ref name="Catelle1">{{cite book
|last=Catelle|first=W. R.|title=The Diamond |publisher=John Lane Company|date=1911|page=159}} diskusi mengenai intan aluvial di India dan di tempat lain serta penemuan paling awal</ref> India memimpin dunia dalam produksi intan dari saat penemuan mereka sekitar abad ke-9 SM<ref name="Ball">{{cite book
|last=Ball|first=V.|title=Diamonds, Gold and Coal of India |url=https://archive.org/details/diamondscoalgold00ballrich|publisher=London, Truebner & Co.|date=1881}} Ball adalah seorang Geologist di layanan Inggris. Bab I, Halaman 1</ref> hingga pertengahan abad ke-18, tetapi potensi komersial dari sumber-sumber ini telah habis pada akhir abad ke-18 dan pada saat itu India dikalahkan oleh Brasil di mana intan non-India pertama ditemukan pada tahun 1725.<ref>{{cite book|page=28|title=The Book Of Diamonds: Their Curious Lore, Properties, Tests And Synthetic Manufacture|first=J. W.|last=Hershey|publisher=Kessinger Pub Co.|isbn=978-1-4179-7715-4|date=1940}}</ref>
Produksi intan dari deposit primer (kimberlit dan lamproit) baru dimulai pada tahun 1870-an setelah penemuan ladang intan di Afrika Selatan. Produksi telah meningkat dari waktu ke waktu dan total akumulasi lebih dari 4,5 miliar karat telah ditambang sejak tanggal tersebut.<ref name="giasummer2007">{{cite journal
|last=Janse|first=A. J. A.|title=Global Rough Diamond Production Since 1870 |journal=Gems and Gemology|volume=XLIII|issue=Summer 2007|pages=98–119|date=2007|doi=10.5741/GEMS.43.2.98}}</ref> Deposit berlian yang paling layak secara komersial berada di [[Rusia]], [[Botswana]], [[Australia]] dan [[Republik Demokratik Kongo]].<ref>{{cite web |url=http://gnn.tv/videos/2/The_Diamond_Life |title=The Diamond Life |publisher=Guerrilla News Network|first1=Stephen|last1=Marshall|last2=Shore|first2=Josh|access-date=21 Agustus 2022|date=22 Oktober 2004 |archive-url=https://web.archive.org/web/20080609101643/http://gnn.tv/videos/2/The_Diamond_Life|archive-date=9 Juni 2008}}
</ref> Pada tahun 2005, Rusia memproduksi hampir seperlima dari produksi intan global (kebanyakan di [[Sakha|wilayah Yakutia]]; misalnya, [[Tambang Mir|pipa Mir]] dan [[pipa Udachnaya]]) tetapi [[Tambang intan Argyle|tambang Argyle]] di Australia menjadi sumber tunggal terbesar, menghasilkan 14 juta karat pada tahun 2018.<ref>{{cite web|last1=Zimnisky|first1=Paul|date=21 Mei 2018|title=Global Diamond Supply Expected to Decrease 3.4% to 147M Carats in 2018|url=https://www.kitco.com/commentaries/2018-03-05/Global-Diamond-Supply-Expected-to-Decrease-3-4-to-147M-Carats-in-2018.html|access-date=21 Agustus 2022|website=Kitco.com}}</ref><ref name="DGemGLorenz">{{cite journal
|last=Lorenz|first=V.|title=Argyle in Western Australia: The world's richest diamantiferous pipe; its past and future |journal=Gemmologie, Zeitschrift der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft|volume=56|issue=1/2|pages=35–40|date=2007}}</ref> Temuan baru, tambang [[Kanada]] di [[Tambang Intan Diavik|Diavik]] dan [[Tambang Intan Ekati|Ekati]], diperkirakan menjadi lebih berharga karena produksi batu permata berkualitas mereka.<ref>Mannion hlm. 25–26</ref>
Di Amerika Serikat, intan telah ditemukan di [[Arkansas]], [[Colorado]] and [[Montana]].<ref>{{cite news |url=http://www.montanastandard.com/articles/2004/10/18/featuresbusiness/hjjfijicjbhdjc.txt|url-status=dead
|title=Microscopic diamond found in Montana |newspaper=The Montana Standard|date=17 Oktober 2004|access-date=21 Agustus 2022
|archive-url=https://web.archive.org/web/20050121085707/http://www.montanastandard.com/articles/2004/10/18/featuresbusiness/hjjfijicjbhdjc.txt|archive-date=21 Januari 2005}}
</ref> Pada tahun 2004, penemuan mengejutkan dari intan mikroskopis di Amerika Serikat<ref>{{cite web |url=http://www.livescience.com/environment/wyoming_diamond_041019.html
|publisher=Livescience.com|access-date=21 Agustus 2022 |title=Microscopic Diamond Found in Montana|first=Sarah|last=Cooke|date=19 Oktober 2004
|archive-url=https://web.archive.org/web/20080705160039/http://www.livescience.com/environment/wyoming_diamond_041019.html|archive-date=5 Juli 2008}}
</ref> menyebabkan pengambilan sampel massal [[Pipa vulkanik#Pipa kimberlit|pipa kimberlit]] pada Januari 2008 di bagian terpencil Montana.<ref>{{cite web |url=http://www.deltamine.com/release2008-01-08.htm
|title=Delta News / Press Releases / Publications |publisher=Deltamine.com|access-date=21 Agustus 2022
|archive-url=https://web.archive.org/web/20080526154238/http://www.deltamine.com/release2008-01-08.htm|archive-date=26 Mei 2008}}</ref>
==Aplikasi==
[[Berkas:Mechanical pencil lead spilling out 051907.jpg|thumb|right|Ujung pensil untuk pensil mekanis terbuat dari [[grafit]] (sering dicampur dengan tanah liat atau pengikat sintetis).]]
[[Berkas:Charcoal sticks 051907.jpg|left|thumb|Tongkat ''vine'' dan [[arang]] terkompresi]]
[[Berkas:Kohlenstofffasermatte.jpg|thumb|left|Kain tenun serat karbon]]
[[Berkas:SiC p1390066.jpg|thumb|right|[[Kristal tunggal]] [[silikon karbida]]]]
[[Berkas:C60-Fulleren-kristallin.JPG|thumb|left|Fulerena ''C''{{sub|60}} dalam bentuk kristal]]
[[Berkas:Tungsten carbide.jpg|thumb|right|[[Frais akhir]] [[wolfram karbida]]]]
Karbon sangatlah penting untuk semua sistem kehidupan yang dikenal, dan tanpanya kehidupan seperti yang kita ketahui tidak akan ada (lihat [[Jenis biokimia hipotetis|biokimia alternatif]]). Penggunaan ekonomi utama karbon selain makanan dan kayu adalah dalam bentuk [[hidrokarbon]], terutama gas [[metana]] [[bahan bakar fosil]] dan [[Minyak bumi|minyak mentah]] (minyak bumi). Minyak mentah [[distilasi|disuling]] di [[kilang minyak|kilang]] oleh [[industri petrokimia]] untuk menghasilkan [[bensin]], [[minyak tanah]], dan produk lainnya. [[Selulosa]] adalah polimer alami yang mengandung karbon yang diproduksi oleh tanaman dalam bentuk [[kayu]], [[kapas]], [[linen]], dan [[rami]]. Selulosa digunakan terutama untuk mempertahankan struktur pada tanaman. Polimer karbon yang bernilai komersial yang berasal dari hewan termasuk [[wol]], [[Wol kasmir|kasmir]], dan [[sutra]]. [[Plastik]] dibuat dari polimer karbon sintetik, seringkali dengan atom oksigen dan nitrogen yang dimasukkan secara berkala dalam rantai polimer utama. Bahan baku untuk banyak zat sintetis ini berasal dari minyak mentah.
Penggunaan karbon dan senyawanya sangatlah bervariasi. Ia dapat membentuk [[logam paduan|paduan]] dengan [[besi]], yang paling umum adalah [[baja karbon]]. [[Grafit]] dikombinasikan dengan [[tanah liat]] untuk membentuk 'ujung' yang digunakan dalam [[pensil]] yang digunakan untuk [[menulis]] dan [[menggambar]]. Ia juga digunakan sebagai [[pelumas]] dan [[pigmen]], sebagai bahan cetakan dalam pembuatan [[kaca]], dalam [[elektrode]] untuk [[Baterai listrik|baterai]] kering dan dalam [[pelapisan listrik]] serta [[pembentukan listrik]], dalam [[sikat (listrik)|sikat]] untuk [[motor listrik]], serta sebagai [[moderator neutron]] dalam [[reaktor nuklir]].
[[Arang]] digunakan sebagai bahan menggambar dalam karya [[seni]] [[Pemanggangan (daging)|pemanggangan]], [[Peleburan (metalurgi)|peleburan besi]], dan dalam banyak aplikasi lainnya. Kayu, batu bara dan minyak digunakan sebagai [[bahan bakar]] untuk produksi energi dan [[Pemanas sentral|pemanas]]. [[Intan]] kualitas permata digunakan dalam perhiasan, dan [[Intan#Intan kelas industri|intan industri]] digunakan dalam alat pengeboran, pemotongan, dan pemolesan untuk pemesinan logam dan batu. Plastik dibuat dari hidrokarbon fosil, serta [[Plastik diperkuat-grafit|serat karbon]], yang dibuat dengan [[pirolisis]] [[serat]] [[poliester]] sintetis digunakan untuk memperkuat plastik untuk membentuk [[material komposit]] yang canggih dan ringan.
[[Plastik diperkuat-grafit|Serat karbon]] dibuat melalui pirolisis filamen [[poliakrilonitril]] (PAN) yang diekstrusi dan diregangkan dan zat organik lainnya. Struktur kristalografi dan sifat mekanik serat tergantung pada jenis bahan awal, dan pada proses selanjutnya. Serat karbon yang dibuat dari PAN memiliki struktur yang menyerupai filamen sempit grafit, tetapi pemrosesan termal dapat menyusun ulang struktur menjadi lembaran gulung yang kontinu. Hasilnya adalah serat dengan [[kekuatan spesifik|kekuatan tarik spesifik]] yang lebih tinggi daripada baja.<ref name="cantwell">{{cite journal|first1=W. J.|last1=Cantwell|first2=J.|last2=Morton|title=The impact resistance of composite materials – a review|url=https://archive.org/details/sim_composites_1991-09_22_5/page/347|journal=Composites|date=1991|volume=22|issue=5|pages=347–62|doi=10.1016/0010-4361(91)90549-V}}</ref>
[[Karbon hitam]] digunakan sebagai [[pigmen]] hitam dalam [[tinta]] [[percetakan]], cat minyak dan cat air seniman, [[kertas karbon]], pelapis otomotif, [[Tinta cina|tinta India]], dan [[tinta bubuk]] [[Percetakan laser|pencetak laser]]. Karbon hitam juga digunakan sebagai [[Pengisi (bahan)|pengisi]] dalam produk [[Karet alami|karet]] seperti ban dan senyawa [[plastik]]. [[Karbon aktif|Arang aktif]] digunakan sebagai [[Absorpsi (kimia)|absorben]] dan [[Adsorpsi|adsorben]] dalam bahan [[Penyaringan|penyaring]] dalam berbagai aplikasi seperti [[masker gas]], [[Air bersih|pemurnian air]], dan [[sungkup udara]] [[dapur]], serta dalam pengobatan untuk [[Absorpsi (kimia)|menyerap]] toksin, racun, atau gas dari [[sistem pencernaan]]. Karbon digunakan dalam [[Redoks|reduksi kimia]] pada suhu tinggi. [[Kokas]] digunakan untuk mereduksi bijih besi menjadi besi (peleburan). [[Pengerasan pembungkus]] baja dicapai dengan memanaskan komponen baja jadi dalam bubuk karbon. [[Karbida]] [[silikon karbida|silikon]], [[wolfram karbida|wolfram]], [[boron karbida|boron]] dan [[titanium karbida|titanium]], merupakan bahan terkeras yang paling dikenal, dan digunakan sebagai [[ampelas]] dalam alat pemotong dan gerinda. Senyawa karbon membentuk sebagian besar bahan yang digunakan dalam pakaian, seperti [[tekstil]] dan [[Kulit (produk hewan)|kulit]] alami dan sintetis, dan hampir semua permukaan interior di [[lingkungan binaan]] selain kaca, batu, dan logam.
{{clear}}
===Intan{{anchor|Aplikasi intan}}===
Industri [[intan]] terbagi dalam dua kategori: yang pertama berurusan dengan intan kelas permata, dan yang kedua dengan intan kelas industri. Walaupun perdagangan besar di kedua jenis intan eksis, kedua pasar ini berbeda fungsi secara dramatis.
Tidak seperti [[logam berharga]] lainnya seperti [[emas]] atau [[platina]], intan permata tidak diperdagangkan sebagai [[komoditas]]: ada peningkatan substansial dalam penjualan intan, dan tidak ada pasar yang sangat aktif untuk penjualan kembali intan.
Intan industri dinilai sebagian besar karena kekerasan dan konduktivitas panasnya, dengan kualitas permata dari kejelasan dan warna yang sebagian besar tidak relevan. Sekitar 80% intan yang ditambang (sama dengan sekitar 100 juta karat atau 20 ton per tahun) tidak cocok untuk digunakan karena batu permata diturunkan untuk keperluan industri (dikenal sebagai ''[[bort]])''.<ref>{{cite book
|title=Turning And Mechanical Manipulation|first=Ch.|last=Holtzapffel
|publisher=Charles Holtzapffel|date=1856
|url=https://archive.org/details/turningandmecha01holtgoog}}
[https://archive.org/details/turningmechanica02holtuoft Internet Archive] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160326085110/https://archive.org/details/turningmechanica02holtuoft|date=26 Maret 2016}}
</ref> [[Berlian sintetis|Intan sintetis]]s, ditemukan pada 1950-an, ditemukan dalam aplikasi industri hampir seketika; 3 miliar karat (600 [[Ton metrik|ton]]) intan sintetis diproduksi setiap tahunnya.<ref name="usgs">{{cite web
|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/diamond/|access-date=21 Agustus 2022
|title=Industrial Diamonds Statistics and Information|publisher=[[Survei Geologi Amerika Serikat]]|url-status=live
|archive-url=https://web.archive.org/web/20090506221551/http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/diamond/|archive-date=6 Mei 2009}}</ref>
Penggunaan intan yang dominan dalam industri adalah dalam pemotongan, pengeboran, penggilingan, dan pemolesan. Sebagian besar aplikasi ini tidak memerlukan intan besar; pada kenyataannya, sebagian besar intan dengan kualitas permata kecuali ukurannya yang kecil dapat digunakan untuk industri. Intan disematkan pada ujung bor atau mata gergaji, atau digiling menjadi bubuk untuk digunakan dalam aplikasi penggilingan dan pemolesan.<ref>{{cite journal
|first1=R. T.|last1=Coelho
|title=The application of polycrystalline diamond (PCD) tool materials when drilling and reaming aluminum-based alloys including MMC
|url=https://archive.org/details/sim_international-journal-of-machine-tools-manufacture_1995-05_35_5/page/761|doi=10.1016/0890-6955(95)93044-7|journal=International Journal of Machine Tools and Manufacture |volume=35|date=1995|pages=761–774|issue=5
|last2=Yamada|first2=S.|last3=Aspinwall|first3=D. K.|last4=Wise|first4=M. L. H.}}
</ref> Aplikasi khusus termasuk penggunaan di laboratorium sebagai penahanan untuk [[Eksperimen tekanan|eksperimen tekanan tinggi]] (lihat [[sel paron intan]]), [[bantalan]] berkinerja tinggi, dan penggunaan terbatas pada [[jendela]] khusus.<ref>{{cite book|pages=[https://archive.org/details/materialsforinfr0000harr/page/n320 303]–334|title=Materials for infrared windows and domes: properties and performance|url=https://archive.org/details/materialsforinfr0000harr|first=D. C.|last=Harris|publisher=SPIE Press|date=1999|isbn=978-0-8194-3482-1}}</ref><ref>{{cite book|first=G. S.|last=Nusinovich|title=Introduction to the physics of gyrotrons|publisher=JHU Press|date=2004|isbn=978-0-8018-7921-0|page=229}}</ref> Dengan kemajuan berkelanjutan dalam produksi intan sintetis, aplikasi baru menjadi layak. Mengumpulkan banyak kegembiraan adalah kemungkinan penggunaan intan sebagai [[semikonduktor]] yang cocok untuk [[Sirkuit terpadu|cip mikro]], dan karena sifat konduktansi panasnya yang luar biasa, sebagai [[pembuang panas]] dalam [[elektronika]].<ref>{{cite journal|title=120 W CW output power from monolithic AlGaAs (800 nm) laser diode array mounted on diamond heatsink|first1=M.|last1=Sakamoto|first2=J. G.|last2=Endriz|first3=D. R.|last3=Scifres|journal=Electronics Letters|date=1992|volume=28|issue=2|pages=197–199|doi=10.1049/el:19920123|bibcode=1992ElL....28..197S}}</ref>
==Tindakan pencegahan==
[[Berkas:Worker at carbon black plant2.jpg|thumb|upright|Seorang pekerja di pabrik [[karbon hitam]] di [[Sunray, Texas]] (foto oleh [[John Vachon]], 1942)]]
Karbon murni memiliki [[toksisitas]] yang sangat rendah terhadap manusia dan dapat ditangani dengan aman dalam bentuk grafit atau arang. Ia tahan terhadap pembubaran atau serangan kimia, bahkan dalam kandungan asam dari saluran pencernaan. Akibatnya, begitu masuk ke dalam jaringan tubuh, kemungkinan besar akan tetap ada di sana untuk waktu yang tak terdefinisi. [[Karbon hitam]] mungkin merupakan salah satu pigmen pertama yang digunakan untuk [[Rajah|perajahan]], dan [[Ötzi|Ötzi si Manusia Es]] ditemukan memiliki rajah karbon yang bertahan selama hidupnya dan selama 5200 tahun setelah kematiannya.<ref>{{cite journal|first1=Leopold|last1=Dorfer|date=1998|title=5200-year old acupuncture in Central Europe?|journal=Science|volume=282|pages=242–243|doi=10.1126/science.282.5387.239f|pmid=9841386|last2=Moser|first2=M.|last3=Spindler|first3=K.|last4=Bahr|first4=F.|last5=Egarter-Vigl|first5=E.|last6=Dohr|first6=G.|issue=5387|bibcode=1998Sci...282..239D |s2cid=42284618}}</ref> Menghirup debu batu bara atau jelaga (karbon hitam) dalam jumlah besar dapat berbahaya, mengiritasi jaringan paru-paru dan menyebabkan penyakit [[paru-paru]] kongestif, [[Paru-paru hitam|pneumokoniosis pekerja batu bara]]. Debu intan yang digunakan sebagai ampelas bisa berbahaya jika tertelan atau terhirup. Partikel mikro karbon diproduksi dalam asap knalpot mesin diesel, dan dapat terakumulasi di dalam paru-paru.<ref>{{cite journal|last1=Donaldson|first1=K.|date=2001|title=Ultrafine particles|journal=Occupational and Environmental Medicine|volume=58|pages=211–216|doi=10.1136/oem.58.3.211|pmid=11171936|last2=Stone|first2=V.|last3=Clouter|first3=A.|last4=Renwick|first4=L.|last5=MacNee|first5=W.|issue=3|pmc=1740105}}</ref> Dari beberapa contoh ini, kerusakan mungkin diakibatkan oleh kontaminan (misalnya, bahan kimia organik, logam berat) dan bukannya dari karbon itu sendiri.
Karbon umumnya memiliki toksisitas rendah terhadap [[kehidupan|kehidupan di Bumi]]; tapi partikel nano karbon mematikan bagi ''[[Drosophila]]''.<ref>[https://www.sciencedaily.com/releases/2009/08/090807103921.htm Carbon Nanoparticles Toxic To Adult Fruit Flies But Benign To Young] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20111102130334/https://www.sciencedaily.com/releases/2009/08/090807103921.htm |date=2 November 2011 }} ScienceDaily (17 Agustus 2009)</ref>
Karbon dapat terbakar dengan kuat dan terang di hadapan udara pada suhu tinggi. Akumulasi besar batu bara, yang tetap lengai selama ratusan juta tahun tanpa adanya oksigen, dapat [[Pembakaran spontan|terbakar secara spontan]] ketika terkena udara di ujung limbah tambang batubara, ruang kargo kapal dan bunker batu bara,<ref>{{Cite web|url=https://www.geosociety.org/news/pr/04-30.htm|title=Press Release – Titanic Disaster: New Theory Fingers Coal Fire|website=www.geosociety.org|access-date=21 Agustus 2022|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20160414183351/http://geosociety.org/news/pr/04-30.htm|archive-date=14 April 2016}}</ref><ref>{{Cite web|url=http://www.spanamwar.com/mainecoal.html|title=Coal bunker Fire|last=McSherry|first=Patrick|website=www.spanamwar.com|access-date=21 Agustus 2022|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20160323134109/http://www.spanamwar.com/mainecoal.html|archive-date=23 Maret 2016}}</ref> serta tempat pembuangan penyimpanan.
Dalam [[Reaktor nuklir|aplikasi nuklir]] di mana grafit digunakan sebagai moderator neutron, akumulasi [[Efek Wigner|energi Wigner]] diikuti dengan pelepasan spontan yang tiba-tiba dapat terjadi. [[Penganilan]] hingga paling tidak suhu 250 °C dapat melepaskan energi dengan aman, meskipun dalam [[bencana Windscale]] prosedurnya salah, menyebabkan bahan reaktor lain terbakar.
Berbagai macam senyawa karbon termasuk racun mematikan, seperti [[tetrodotoksin]], [[lektin]] [[risin]] dari biji [[Jarak (tumbuhan)|tanaman minyak jarak]] ''[[Jarak (tumbuhan)|Ricinus communis]]'', [[sianida]] (CN{{sup|−}}), dan [[karbon monoksida]]; dan hal-hal penting bagi kehidupan, seperti [[glukosa]] dan [[protein]].
==Lihat pula==
* [[Sauvinisme karbon]]
* [[Detonasi karbon]]
* [[Jejak karbon]]
* [[Bintang karbon]]
* [[Planet karbon]]
* [[Karbon gas]]
* [[Ekonomi rendah karbon]]
==Referensi==
{{Reflist|30em}}
==Bibliografi==
* {{Greenwood&Earnshaw2nd}}
* {{cite book |isbn=978-1-4020-3956-0 |title=Carbon and Its Domestication |url=https://archive.org/details/carbonitsdomesti0000mann |last1=Mannion |first1=A. M. |date=12 Januari 2006 |publisher=[[Springer Science+Business Media|Springer]] |pages=[https://archive.org/details/carbonitsdomesti0000mann/page/n20 1]–319 }}
==Pranala luar==
* {{en}} [https://www.bbc.co.uk/programmes/p003c1cj Carbon] di ''[[In Our Time(serial radio)|In Our Time]]'' di [[BBC]]
* {{en}} [http://www.periodicvideos.com/videos/006.htm Carbon] di ''[[The Periodic Table of Videos]]'' (Universitas Nottingham)
* {{en}} [https://www.britannica.com/eb/article-80956/carbon-group-element Karbon di Britannica]
* {{en}} [https://web.archive.org/web/20100618165649/http://invsee.asu.edu/nmodules/Carbonmod/everywhere.html Halaman Karbon yang luas di asu.edu]
* {{en}} [https://web.archive.org/web/20011109080742/http://electrochem.cwru.edu/ed/encycl/art-c01-carbon.htm Penggunaan karbon secara elektrokimia]
* {{en}} [https://web.archive.org/web/20121109012854/http://www.forskning.no/Artikler/2006/juni/1149432180.36 Carbon—Super Stuff. Animasi dengan suara dan model 3D interaktif.]
{{subject bar|Kimia|b=Wikijunior:Unsur/Karbon|commons=Karbon|wikt=Karbon|v=Atom karbon|auto=1}}
{{Tabel periodik unsur kimia}}
{{Alotrop karbon}}
{{Senyawa karbon anorganik}}
{{Ikatan karbon}}
{{Authority control}}
[[Kategori:Karbon| ]]
[[Kategori:Unsur kimia]]
[[Kategori:Alotrop karbon]]
[[Kategori:Nonlogam reaktif]]
[[Kategori:Nonlogam poliatomik]]
[[Kategori:Mineral unsur asli]]
[[Kategori:Biologi dan farmakologi unsur kimia]]
[[Kategori:Reduktor]]
[[Kategori:Unsur kimia dengan struktur planar heksagon]]
| |||
.png){kind=link}