碳是元素周期表上的瑞士軍刀，是元素中的達·芬奇，它擅長扮演各種角色，也能夠應對各種情況。在化學課上，至少有三分之一的內容是關於這個元素及其化合物的。試圖在一個簡短的章節中涵蓋所有碳的特征是絕對不可能的。但僅僅寫下一兩個碳元素的知識，可能會顯得草率，但無論如何，讓我來試一試。
碳單質有幾種不同的形態。碳原子本身沒有發生改變，改變的是它們之間的位置關係。碳原子最常見的兩種排列形式是石墨和鑽石。雖然它們由完全相同的元素組成，但它們的性質幾乎是完全相反的。石墨是克拉克·肯特[1]，而鑽石就是超人。
鑽石的特性是眾所周知的。有人唱過關於它的歌，它在電影裏擔任過主演，在小說中扮演過重要角色。但我們不應該總是相信雪莉夫人[2]或瑪麗蓮·夢露[3]的話。鑽石並不“恒久遠”，這些寶石可能會煙消雲散。
每顆鑽石都是堅硬的、不可壓縮的碳單晶。鑽石中的每個碳原子都與其他四個碳原子成鍵，形成一個巨大的三維晶格。這種連接原子的方式緊密而牢固，賦予鑽石力與美。但是，與烏漆墨黑的石墨相比，象征著永恒和穩定的鑽石隻是處於亞穩態。
石墨中的每個碳原子隻與另外三個碳原子結合，形成層疊的六邊形蜂巢結構。每個碳原子形成的化學鍵更少，但它們比鑽石裏的化學鍵更強，這意味著石墨的內在結構更加穩定。這些緊密結合的原子層彼此堆疊在一起，層與層之間隻有微弱的分子間作用力，就像一疊紙。這種排列給石墨帶來了別具一格、卓越且有用的特性。
公元1565年前後，人們在坎布裏亞郡[4]的博羅代爾發現了高純度石墨。石墨在古代叫作Plumbago，來自拉丁語plumbum，意思是“鉛”，因為它看起來很像鉛礦。當時人們用這種石墨塊給羊做標記，但很快便意識到它太珍貴了，不能浪費在牲畜身上。於是，他們開始了石墨的開采和貿易。