当然是单质
单质 单质必须是由同种元素组成的纯净物,混合物不可能是单质.元素在单质中存在时称为元素的游离态.
一般来说,单质的性质与其元素的性质密切相关.比如,很多金属的金属性都很明显,那么它们的单质还原性就很强.不同种类元素的单质,其性质差异在结构上反映得最为突出.
与单质相对,由多种元素组成的纯净物叫做化合物.
而碳是一种非金属元素,位于元素周期表的第二周期IVA族.拉丁语为Carbonium,意为“煤,木炭”.汉字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁构成,从“炭”字音.
碳是一种很常见的元素,它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中.碳单质很早就被人认识和利用,碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本.碳是生铁、熟铁和钢的成分之一.碳能在化学上自我结合而形成大量化合物,在生物上和商业上是重要的分子.生物体内大多数分子都含有碳元素.
碳化合物一般从化石燃料中获得,然后再分离并进一步合成出各种生产生活所需的产品,如乙烯、塑料等.
碳的存在形式是多种多样的,有晶态单质碳如金刚石、石墨；有无定形碳如煤；有复杂的有机化合物如动植物等；碳酸盐如大理石等.单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构.高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同,各有各的外观、密度、熔点等.
常温下单质碳的化学性质比较稳定,不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂；不同高温下与氧反应,生成二氧化碳或一氧化碳；在卤素中只有氟能与单质碳直接反应；在加热下,单质碳较易被酸氧化；在高温下,碳还能与许多金属反应,生成金属碳化物.
目前已知的同位素共有十二种,有碳8至碳19,其中碳12和碳13属稳定型,其余的均带放射性,当中碳14的半衰期长达五千多年,其他的均全不足半小时.在地球的自然界里,碳12在所有碳的含量占98.93%,碳13则有1.07%.C的原子量取碳12、13两种同位素丰度加权的平均值,一般计算时取12.01.碳12是国际单位制中定义摩尔的尺度,以12克碳12中含有的原子数为1摩尔.碳14由于具有较长的半衰期,被广泛用来测定古物的年代.
最常见的两种单质是高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨,它们晶体结构和键型都不同.金刚石每个碳都是四面体4配位,类似脂肪族化合物；石墨每个碳都是三角形3配位,可以看作无限个苯环稠合起来.
1.金刚石（diamond）
最为坚固的一种碳结构,其中的碳原子以晶体结构的形式排列,每一个碳原子与另外四个碳原子紧密键合,最终形成了一种硬度大、活性差的固体.
金刚石的熔点超过3500℃,相当于某些恒星表面温度.
2.石墨（graphite）
石墨中碳原子以平面层状结构键合在一起,层与层只见键合比较脆弱,因此层与层之间容易被滑动而分开.
3.富勒烯（fullerene）
1985年由美国德克萨斯州罗斯大学的科学家发现.
富勒烯中的碳原子是以球状穹顶的结构键合在一起.
4.其他碳结构
无定形碳（Amorphous,不是真的异形体,内部结构是石墨）
碳纳米管（Carbon nanotube）
六方金刚石（Lonsdaleite,与金刚石有相同的键型,但原子以六边形排列,也被称为六角金刚石）
赵石墨（Chaoite,石墨与陨石碰撞时产生,具有六边形图案的原子排列）
汞黝矿结构（Schwarzite,由于有七边形的出现,六边形层被扭曲到“负曲率”鞍形中的假想结构）
纤维碳（Filamentous carbon,小片堆成长链而形成的纤维）
碳气凝胶（Carbon aerogels,密度极小的多孔结构,类似于熟知的硅气凝胶）
碳纳米泡沫（Carbon nanofoam,蛛网状,有分形结构,密度是碳气凝胶的百分之一,有铁磁性）