炭素
原子核に6つの陽子を含む炭素原子には、3種類の同位体、C(存在比98.93パーセント)、C(1.07パーセント)、C(微量)が自然界で存在し、それぞれがさまざまな学問分野で重要な位置を占める。
Cは1961年にIUPACによって原子量の基準とすることが決定され、アボガドロ定数などの基礎的な定数はこれによって算出された。なお、2019年に改訂されたSIではアボガドロ定数を6.02214076×1023 毎モル(mol−1)と定義値とし、Cは用いなくなった。
Cは核スピンを持つため、核磁気共鳴分光法において重要な核種である。
Cは、地球上の存在比が100京分の1、大気中では1兆分の1程度でしかなく、泥土や有機物の中に含まれている。半減期約5,730年の放射性同位体であり、ベータ崩壊を起こして窒素原子に変化する。しかし、成層圏において大気中の窒素と宇宙線(中性子)が反応して常時新たに生成されている。
石炭は商業的にも重要な炭素供給元であり、無煙炭では炭素含有率は92 - 98パーセントにまでなる。これに石油や天然ガスなどを加えた炭素資源は、そのほとんどを燃料として利用している。
天然の黒鉛(石墨、グラファイト)は世界中に分布するが、産出が多い地域は中国、インド、ブラジル、北朝鮮である。天然のダイヤモンドは歴史的に南インド産が有名だが、18世紀にブラジルで発見され、その後南アフリカでも採掘され、現在の主要産出国にはロシア、ボツワナ、オーストラリア、コンゴ民主共和国が名を連ねる。近年ではカナダ、ジンバブエ、アンゴラでも鉱山が開かれ、アメリカ合衆国でも発見されている。