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作者：紫铭
基本资料
本名	碳
昵称（化学符号）	C
身高（原子半径）	170 pm
体重（原子量）	12.011（1）
熔点	3,550°C
沸点	4,827°C
密度	（接近室温） 石墨：2.267 g·cm−3 （接近室温） 钻石：3.515 g·cm−3
化合价	+4，+3，+2，+1，0，-1，-2，-3，-4
行动力(数值越小越高)（电负性）	2.55（鲍林标度）
姐妹们（同位素）	C-12 、C-13 、 C-14
相关元素	硅、锗、锡、铅

碳（英/拉：Carbonium，简：C）是一种很常见的非金属元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳和生物之中。

紫铭所作的碳娘

喜闻乐见的触感图

名字叫做“卡本”，取英式读音。

黑发双马尾妹子，看起来比较严肃，而且有女汉子的气质。

有多重人格——温柔贤惠纯洁冷酷大方热情安静成熟纯真娇媚帅气皆可。

和硅是兄妹，出生在一个很传统的家庭，男孩子要振兴家族女孩子不用上学。

拥有技能“神饰”——重组有机物结构，不过只能改变碳碳键（显然的）。

被铁告白后走到一起中学时被当成男孩子，和铁分到一个宿舍长达半年虽然提炼出铁的是焦炭，不过碳娘似乎让铁更容易生锈了。

更多图片：

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  初设草图
  

  
  

  
  


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  污染天空下的碳娘
  

  
  

  
  


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  护士装换装play的碳娘
  

  
  

  
  


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  新年碳娘
  

  
  

  
  


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  被铁告白的碳娘
  

  
  

  
  

简介

碳是一种历史悠久的元素，史前时代就已经被人类发现并开始利用，早期以自然形成的“煤”以及焚烧后得到的“碳黑”为主。

钻石也是碳的一种，曾经很长一段时间内被当作是“自然界中最为坚硬的物质”，同时也占据了“莫氏硬度表”中最硬的位置。但随着科学的探索，人们也发现了许多比钻石更硬的物质，如“石墨烯”、“氮化碳”、原子晶体的“二氧化碳”等。（需要指出的是：原子晶体的“二氧化碳”与分子晶体的“二氧化碳”不是“同分异构体”也不是“同素异形体”，但这两种不同的晶体形式的相互转换确实是化学变化。）

碳的出生

在恒星中，年轻的恒星一般是处于“质子-质子链”的反应的，两个氢会相互融合并成为氘，而这个过程中有着一个“正β衰变”需要吸收大量能量才能发生，即一个氢的原子核（质子）会经由释放出一个带正电的电子和一个中微子转化为中子，同时在这个阶段中释放出的中微子带有0.42MeV的能量，而带正电的电子也会立刻与带负电的电子发生湮灭并放出能量为1.02MeV的两个γ射线的光子。这个能量是大于发生这个反应所吸收的能量的，因此最终的聚变结果是会放出大量的能量。¹H+¹H→²H+e⁺+v_e（因宇称破碎，这一过程的逆过程是可以发生的，但却是不可逆的。）之后，氘又会与另一个氢原子融合并发生聚变并放出伽马射线，这个过程将会形成氦(He)的同位素：²H + ¹H → ³He + γ ，这个过程将会放出5.49 MeV的能量。这之后也将会有着诸多不同的分支路线，以形成“铍6”、“氦4”等，但这里不作更多展开，直接进入氦聚变。

正常来说，由于恒星的巨大引力，所有的物质都会向着中心靠拢，并在中心因为这一巨大的引力而发生聚变反应，而这一过程中将会抛出大量的能量并产生足够强大的辐射压，推开向中心靠拢的物质。但随着反应的不断进行，当氢差不多被用尽的时候，原本的氢聚变就将无法维持，所能产生辐射压也会下降，因此恒星的中心将会进一步收缩，同时最外层的一层物质也会因为引力的减小而膨胀。随着内核的引力的收缩，压力和密度再次上升，达到了氦聚变的温度要求，于是氦聚变就开始了。三个氦原子核聚合成一个碳原子核，并合计放出28MeV的能量（有些碳原子会继续吸收氦原子并融合成氧原子）。与此同时的是外层的氢将会以复杂的形式聚变为氦，同时在引力的作用下向着核心靠拢。内外层的两种反应不停交替，维持着奇妙的平衡，但随着时间的流逝，最终氦聚变所产生的辐射能也渐渐不足以抵抗引力了。当这种情况达到一个临界点的时候，内部的核心就会再次突然坍塌，以进入更高能级的反应，于此同时外层的核心也会被以接近光速地“砸”向核心。与此同时，由于这个过程将会使得磁场被击穿，失去了磁场的庇护，因为反作用力将会导致部分的物质被猛烈喷射而出。在某些红巨星中这样的反应坑内会出现多次，但更大质量的红巨星中往往只会出现一次只会就只留下一个高密度的核心——白矮星了。

ps.在这些碳氧白矮星中可能会因为巨大的高压而形成钻石。而比这质量更大的新星将会诞生出铁，但比铁更重的元素只有在超新星爆炸中才有很小的几率诞生出来，所以数量极少，但铁超多。

对于碳来说，氢大概是奶奶，氦大概是妈妈，氧大概就是女儿了。

碳的分布

碳常常以游离态的形式出现，但更多的是以化合物的形式出现。

矿物：一般认为最早的时候，地球上是没有液态水的，但原始大气中有着大量的水蒸气、氢气、氨气、甲烷、硫化氢、二氧化碳等。后来随着温度的降低（当然这只是一种假说），大气中的水蒸气第一次能够变为液态，从而发生降雨。雨水给地表带来了液态水的冲刷，而这一过程则会渐渐磨损原始的火成岩，当携带着这些碎屑的雨水不停地流入到低洼地后就形成了最早的湖泊，部分的碎屑溶解在了水中经过复杂的化学变化成为了无机盐，而另一部分的碎屑则沉积了下来逐渐变为沉积岩，于是日积月累地就这样产生了大量的碳酸钙沉淀。

光合作用：光合作用是一种固碳反应。就如同之前所说，最早的时候是没有氧气的，而最早出现的原始生命并没有机会见到阳光，它们只能在残酷的环境下相互竞争、厮杀。也许在闪电、宇宙射线等神秘力量的作用下，“新的生命”就会在超过80摄氏度充满了氨基酸的“超咸”热汤中悄然诞生。而在这些不停地斗争中，诞生了在极端环境下才能存活的生命形式，在暗无天日的深海中躲避残暴的宇宙射线，靠着化学能自养的精明生物嗜热细菌和嗜盐细菌。这一批靠着化学能存活下来的细菌终于在某个时刻发生了巨大的变化，使得生命第一次发展出了光合色素，开始有机会利用起光合作用中最为关键的一步“电子传递链”，但此时提供电子的并不是由极难被分离的“水”，而是同样有着巨大含量化合物上，如“硫化氢”、“氰化氢”等（如：绿色硫细菌）。但由于前面的这种变异使得这些电子只能被使用一次，于是更为强大的能够多次使用电子的循环电子传递链诞生了（如：紫细菌）。而另一部分的细菌则发生了“产酸菌”的变异，产酸菌是一种能够将有机物降解的细菌（，也是最早出现无氧呼吸的细菌之一，这些不需要依靠自身加工化合物就能获得能量的生物，逐渐演变出了“捕食”的习性（消费者）。而另一方面以这些产酸菌的代谢产物再次利用的细菌“产甲烷菌”发展出了另一套发酵模式（分解者）。这两者互相依赖并相互促进，使得早期的厌氧生物在竞争中占据了一定程度上的优势。但另一方面，随着地壳的温度降低，海底火山活动的频率也渐渐降低，因此从火山中被抛出的“镍”也随之减少。但是镍元素是这些生物增殖所必不可少的，于是随着时间的流逝，这些生物的霸权地位也开始衰退，另一种呼吸方式“有氧呼吸”才终于有了出头之日（尽管有氧呼吸早在这之前就已经出现，但由于资料太少无法考证具体成因）。但随着海水内的“硫化氢”等物质的消耗，原本的光合细菌的处境也变得艰难起来，而随着这些变异的悄然到来，光合作用开始选择相互合作，一次性的电子传递链和循环电子传递链融合进了同一个细胞内，使得一次性的电子传递链所产生的二氧化碳能够被循环电子传递链利用起来，碳循环的雏形也在此时诞生，但即便如此还是会遇到原料枯竭的问题，于是光合生物遇到了有氧呼气。在机缘巧合之下，光合生物遇到了某个有着大量“锰元素”的浅海地区，于是光合作用的第一步“水的光解”出现。由于水的参与，最后没用的氧气会被当作副产物抛弃，而有氧呼吸的形式则趁机利用了光合作用的“氧气”和“有机物”，于是一种神奇的共生关系诞生了。几乎取之不尽用之不竭的太阳能和水可以被超高效的利用，随着厌氧菌的衰败，一时间（大概花了十亿年）这些光合生物遍布了整片大洋，于此同时带来的副作用是这些生物消耗了大气中几乎所有的二氧化碳，并放出了对于其他许多生物来说有着“剧毒”的“氧气”，真正意义上的光合作用就此诞生。这群生物在顶峰的时候将大气中的氧气含量拔升到了40%以上，尽管造成了空前的大灾难，但却是进化史上极为重要的一个转折点。

碳的应用

化学性质

碳最基本的化学性质就是可以燃烧。在不同种类或浓度的氧化剂中燃烧会得到不同剧烈程度的化学反应。比如在纯氧中燃烧就会显得极为剧烈，而在氧气浓度很低的时候，反应就变变得比较缓慢。

氧气充足：C+O₂==点燃==CO₂，氧气不足：2C+O₂==点燃==2CO。

碳也是一种优秀的还原剂，可以从金属氧化物中还原出金属单质，这一性质也是冶金业中最为关键的一点。（但炼钢绝不是将煤和铁混到一起之后燃烧就行了的）

氧化铜的还原：C+2CuO==高温==2Cu+CO₂↑，黄铁矿的还原：3C+2Fe2O3==高温==4Fe+3CO₂↑。

由于碳原子形成的键都比较稳定，有机化合物中碳的个数、排列以及取代基的种类、位置都具有高度的随意性，因此造成了有机物数量极其繁多这一现象，现代人类发现的化合物中有机物占绝大多数。有机物的性质与无机物大不相同，它们一般可燃、不易溶于水，反应机理复杂，已形成一门独立的分科——有机化学。

物理性质

基本上碳是无毒的，即便少量食用也不会造成什么危险。尽管碳不能被人体的酸溶解，所以不能被消化，但人体的免疫细胞依旧可以通过胞吞将这些无用的杂质排除出去。但是以粉尘形式进入人体呼吸系统的碳是有害的。粉末形式的碳有时候也被作为颜料或橡胶的补强剂。

石墨也被用作核反应堆的中子吸收材料，或电解池、原电池的电极。而木炭也可以被用作净化剂，用来除臭、过滤水源等。

金刚石是碳的一种，有着极高的硬度，可以在实验室利用石墨转换而成，常用作切割材料或打磨材料。而工业的金刚砂（SiC）则是较为廉价的一种产品，常用作打磨材料，超耐磨。

碳—14年代测定法，又称放射性碳定年法，可以大致推测出古生物化石的年代。