炭素
炭素の特性は他の元素と結びついて化合物を作る段階にある。炭素は他の元素を束にしてもまったく歯が立たないほど多様な化合物の世界を作り出している。これまでに天然に発見されたものと化学者が人工的に作り出した化合物の数は7,000万を超えるといわれているが、その約8割は炭素化合物である。
炭素は多様な化合物を作ることができるため、これまで報告されているものは1,000万種をはるかに超える。二酸化炭素や一酸化炭素、炭酸、炭化物等を除き、炭素の化合物は有機化合物(有機物)と呼ばれ、生命活動で生産されるほか、有機化学によって人工的にも多くの物質が生み出されている。
無機化合物として一般的な二酸化炭素(CO2)は大気中にわずかに含まれ、光合成や呼吸など生命活動と密接な関わりを持つ。また、炭酸塩として方解石(石灰岩)などの鉱物中にも分布している。
金属とのあいだでは炭素はアセチリド(C2)や侵入型固溶体の形で化合物を作る。銑鉄と鋼の関係で見られるように、金属中の炭素量は硬度などの特性に大きな影響を与える。また、炭化ケイ素(SiC)などいくつかの炭素化合物は格子状の結晶構造を持ち、ダイヤモンドと似た性質を持つ。