Uhlík

Diamant

Hlavný článok: Diamant
Diamant je jedným z najvzácnejších a najdrahších minerálov a drahokamov. Vyskytuje sa v rôznych farebných modifikáciách od takmer priehľadnej až po čiernu. Pretože k vzniku diamantu je potrebný obrovský tlak a vysoké teploty, nachádzajú sa predovšetkým tam, kde žeravá magma z veľkých hĺbok vystúpila na povrch a stuhla. Náleziská s najkvalitnejšími diamantmi ležia najmä v južnej Afrike – JAR, Namíbia, Sierra Leone, ďalej v Brazílii, Rusku, Kanade a Austrálii.
Diamanty sa v súčasnosti aj priemyselne vyrábajú, aj keď produkty zďaleka nedosahujú kvalít prírodných diamantov. Tzv. priemyselné diamanty sa preto využívajú najmä pre rôzne vrtné a rezné hlavice nástrojov, ktoré pre svoju činnosť musia mať mimoriadnu tvrdosť a odolnosť.
Prírodné diamanty slúžia už od pradávna najmä na výrobu tých najdrahších šperkov. Aby sa mohol diamant zasadiť do zlatého alebo platinového šperku, musí byť najskôr zložito a opatrne vybrúsený. K úspešnému vybrúseniu drahého a vzácneho diamantu je potrebná nielen skúsenosť, ale aj zručnosť a trpezlivosť. Strediskami brúsenia diamantov a obchodu s nimi sú belgické Antverpy a holandský Rotterdam a Amsterdam.

Fosílne palivá

Medzi základné fosílne palivá patria uhlie, ropa a zemný plyn. Všetky tieto palivá obsahujú ako väčšinovú zložku pestrú paletu organických zlúčenín, ktoré podľa súčasných teórií vznikli dlhodobým anaeróbnym rozkladom organickej hmoty. 
V prípade uhlia sa zdá byť prekurzorom drevo druho- a treťohorných pralesov, ktoré boli zničené nejakou náhlou katastrofou.
Ropa a zemný plyn pochádzajú pravdepodobne zo živočíšnych tkanív obyvateľov pravekých morí, ktorí boli pri nejakej katastrofickej udalosti prekrytí vrstvou hornín a počas miliónov nasledujúcich rokov sa postupne rozložili za vzniku pestrej palety zlúčenín na báze uhľovodíkov.
Všetky vyššie uvedené komodity tvoria v súčasnosti chrbtovú kosť svetovej energetiky a prevažnej časti chemického priemyslu. Najmä ropa sa v posledných rokoch javí ako kľúčová surovina pre súčasnú civilizáciu. Je jednak základným zdrojom energie pre stále rastúcu dopravnú infraštruktúru a zároveň je zrejmé, že jej celosvetové zásoby môžu byť vyčerpané v nasledujúcich niekoľkých desaťročiach. Ovládnutie lokalít s ich výskytom sa v ďalších desaťročiach môže stať zdrojom globálneho konfliktu.
Ropa aj zemný plyn sa zvyčajne vyskytujú spoločne. V súčasnosti sa hlavným zdrojom tejto suroviny stala oblasť Perzského zálivu a Sibíri, ale nezanedbateľné množstvo ropy sa ťaží aj šelfových vodách Severného mora, v Mexickom zálive a juhovýchodnej Ázie. Aj náleziská v Texase doteraz poskytujú pomerne silný zdroj, ktorý však rozhodne pre potreby ekonomiky USA nestačí. 
Svetové zásoby uhlia sú výrazne väčšie ako ropy a zemného plynu. V súčasnosti sa využíva skôr ako zdroj na výrobu elektrickej energie. V princípe ho možno prerobiť aj na kvapalný zdroj energie pre spaľovacie motory, ale problémom sú omnoho vyššie náklady na ťažbu aj nutnosť komplikovanejšej a drahšej cesty na získanie požadovaných produktov – teda predovšetkým benzínu a motorovej nafty.
Okrem energetického využitia nachádza uhlie využitie v metalurgii, kde po prerobení na koks slúži ako redukčné médium pri výrobe železa a podobných kovov z oxidických rúd vo vysokej peci.

Jantár

Zvláštnu formu uhlíkatého minerálu predstavuje jantár - mineralizované zvyšky treťohornej živice staré okolo 50 miliónov rokov. Priemerné chemické zloženie jantáru bolo určené ako C₁₀H₁₆O. Základná farba jantáru je zlatožltá, ale môžeme nájsť aj odrody celkom priehľadné, červené, kávové aj biele.
Nachádza sa v Európe ako skamenená živica borovíc a v Strednej Amerike a Mexiku, kde ide o živicu tropickej dreviny kopálu.
Význam jantáru je najmä vo výrobe šperkov a ozdobných predmetov. Asi najvýznamnejším projektom v tomto obore bola povestná Jantárová komnata, miestnosť obložená nádhernými umelecky spracovanými jantárovými blokmi v Petrohradskom cárskom paláci. V priebehu 2. svetovej vojny nemecké okupačné vojská Jantárovú komnatu rozobrali a odviezli na neznáme miesto. Dodnes sa po tejto kultúrnej pamiatke bezvýsledne pátra.
Ďalší význam jantáru je paleontologický. V hmote jantárových nálezov sú veľmi často perfektne zachované telá treťohorného hmyzu, peľ vtedajších rastlín a ďalšie artefakty.
Zaujímavé je, že sa dodnes nepodarilo jantár umelo vyrobiť, aj napriek tomu, že je dobre známe jeho chemické zloženie aj predpokladaný postup vzniku.

Vápenec a ďalšie uhličitany

Čistý uhličitan vápenatý CaCO₃ je známy ako minerál kalcit.
Horniny na báze uhličitanu vápenatého alebo vápence sú biogénneho pôvodu, pretože vznikli prevažne z vápenatých ulít druhohorných morských živočíchov. Veľké náleziská týchto hornín sa nachádzajú v Česku, v Taliansku, Anglicku a napr. USA. Podľa prítomných prímesí majú rôznu farbu, od čisto bielej až po takmer čiernu, aj mechanické vlastnosti. Používajú sa preto na výrobu bežných stavebných surovín ako pálené vápno alebo cement alebo ako dekoračný kameň (mramor). Vápenec je tiež základom tzv. krasových javov, pri ktorých dochádza systémom zložitých rovnováh medzi uhličitanmi a hydrouhličitanmi vápnika ku vzniku nádherných prírodných úkazov najmä v jaskyniach a podzemných priestoroch.
Uhličitan horečnatý MgCO₃ nazývaný magnezit sa predovšetkým používa ako surovina na výrobu žiaruvzdorných materiálov pre výstavbu vysokých a cementárských pecí. Veľké ložiská magnezitu sa nachádzajú na Slovensku, v Rakúsku, Číne a Kórei.

Izotopy uhlíka a rádiokarbónová metóda datovania

V prírode sa uhlík vyskytuje bežne vo forme dvoch stabilných izotopov:
¹²C, ktorý tvorí 98,9 % a ¹³C s priemerným výskytom 1,1 %.
Reakciou atómov dusíka ¹⁴N, prítomných vo vysokých vrstvách atmosféry s kozmickým žiarením, vzniká nestabilný izotop ¹⁴C, ktorý sa rozpadá s polčasom 5 715 rokov. Pomer všetkých 3 izotopov uhlíka v atmosférickom oxide uhličitom sa tak dlhodobo udržuje na konštantnej hodnote.
Živé organizmy neustále prichádzajú do styku s atmosférickým CO₂ či už formou fotosyntézy (rastliny) alebo prijímaním ich produktov – bylinožravci a následne dravci. Preto je možné tvrdiť, že pomer ¹⁴C/¹²C zostáva v priebehu života daného organizmu konštantný.
Po odumretí akéhokoľvek biologického tkaniva sa výmena uhlíka medzi organizmom a prostredím zastaví. Zároveň nedochádza ani ku vzniku ¹⁴C reakciou s kozmickým žiarením, pretože to je pohltené atmosférou. Obsah ¹⁴C klesá podľa zákonitostí rozpadu nestabilných atómových jadier.
Rádiokarbónová metóda datovania využíva spomenutý jav tým spôsobom, že sa v archeologickom či inom náleze pozostatku živej hmoty (zvyšky tkanív, kostí, popol…) analyzuje pomer ¹⁴C/¹²C. Zistený pomer potom vcelku presne ukazuje na dobu zániku danej živej hmoty. Vzhľadom na uvedený polčas rozpadu uhlíka ¹⁴C je metóda optimálne použiteľná pre objekty staré od 2 do 100 tisíc rokov. Pri hodnotení nameraných výsledkov je potrebné zobrať do úvahy aj možnosť pôsobenia rádioaktívnych žiaričov na skúmaný materiál v priebehu jeho pôsobenia na mieste nálezu, pretože tak môže dôjsť k významnému skresleniu dát.