從堅硬的金剛石到柔軟的石墨，生活中最常見的碳變化多端，二氧化碳等由它所構(gòu)成的化合物還是溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)住Ｒ驗樵谔忌砩系男掳l(fā)現(xiàn)，已經(jīng)造就了兩個諾貝爾獎。
　　
　　金剛石
　　
　　非常堅固的一種碳結(jié)構(gòu)，其中的碳原子以晶體結(jié)構(gòu)的形式排列，每一個碳原子與另外四個碳原子緊密鍵合，成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，最終形成了一種硬度大、活性差的固體。金剛石的熔點超過3500℃，相當(dāng)于某些恒星表面溫度。主要作用是當(dāng)作鉆石等裝飾品，或者用于切割金屬材料等。
　　
　　石墨
　　
　　石墨是一種深灰色有金屬光澤而不透明的細(xì)鱗片狀固體。雖然同為碳所構(gòu)成，但它與金剛石差別巨大。石墨質(zhì)地非常柔軟，有滑膩感，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。石墨中碳原子以平面層狀結(jié)構(gòu)鍵合在一起，層與層之間鍵合比較脆弱，因此層與層之間容易被滑動而分開。主要作用是制作鉛筆、電極、電車?yán)|線等。
　　
　　巴基球
　　
　　美國科學(xué)家柯爾、克羅托和英國科學(xué)家莫利在模擬宇宙長鏈碳分子的生長研究中，發(fā)現(xiàn)了與金剛石、石墨的無限結(jié)構(gòu)不同的，具有封閉球狀結(jié)構(gòu)的分子C60，他們因此獲得1996年諾貝爾化學(xué)獎。
　　
　　C60是單純由碳原子結(jié)合形成的穩(wěn)定分子，它具有60個頂點和32個面，其中12個為正五邊形，20個為正六邊形。它比鉆石還硬，軔度比鋼強100倍，導(dǎo)電性比銅強，重量只有銅的六分之一。科學(xué)家已經(jīng)用它合成了1000多種新的化合物，在電子、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、天體物理等領(lǐng)域都有重要意義。
　　
　　C60有一個別名叫“富勒烯”，這是因為它的外形結(jié)構(gòu)很像美國建筑師巴克明斯特·富勒1967年設(shè)計的美國萬國博覽館球形圓頂薄殼建筑。還有人用富勒的名字的詞頭Buck來命名，稱為Buckyball，中譯名為“巴基球”。由于這種分子的外形很像足球，因此又被稱為“足球烯” 。
　　
　　碳納米管
　　
　　1991年，日本NEC公司的飯島純雄首次利用電子顯微鏡觀察到中空的碳纖維，直徑一般在幾納米到幾十個納米之間，長度為數(shù)微米，甚至毫米，稱為“碳納米管”。理論分析和實驗觀察認(rèn)為它是一種由六角網(wǎng)狀的石墨烯片卷成的具有螺旋周期管狀結(jié)構(gòu)。碳納米管獨特的一維管狀分子結(jié)構(gòu)及優(yōu)良的彈性，使它成為一種極佳的纖維材料，在建筑、汽車和航空航天等領(lǐng)域中將有廣泛應(yīng)用。正是由于飯島的發(fā)現(xiàn)才真正引發(fā)了碳納米管研究的熱潮和近十年來碳納米管科學(xué)和技術(shù)的飛速發(fā)展。