炭素化合物

炭素化合物は炭素を含む化学物質です。^{[ 1 ] [ 2 ]}炭素化合物は、水素を除く他のどの化学元素よりも多く存在します。有機炭素化合物は、無機炭素化合物よりもはるかに多く存在します。一般に、炭素と他の元素との結合は共有結合です。炭素は4価ですが、炭素フリーラジカルとカルベンは短寿命の中間体として存在します。炭素のイオンはカルボカチオンであり、カルバニオンも短寿命です。炭素の重要な性質は、長い炭素鎖や環状構造を形成する能力であるカテネーションです。^{[ 3 ]}

炭素の同素体（ダイヤモンド、グラファイト、フラーレン）の既知の無機化学は、 1985年にバックミンスターフラーレンが発見されたことで大きく発展し、その後、さらに多くのフラーレンとその様々な誘導体が発見されました。そのような誘導体の1つが包接化合物で、イオンがフラーレンの全炭素殻に囲まれています。この包接は、内包フラーレンでは「@」記号で表されます。たとえば、バックミンスターフラーレン内に閉じ込められたリチウムイオンからなるイオンは、Li ⁺ @C ₆₀と表されます。他のイオン化合物と同様に、この複合イオンは原理的には対イオンと対になって塩を形成する可能性があります。他の元素も、いわゆるグラファイト層間化合物に組み込まれています。

炭化物は_、炭素と、それよりも電気陰性度の低い元素との二元化合物である。最も重要なものとしては、 Al₄C₃ 、B₄C、 _CaC₂、 _Fe₃C、 HfC、 SiC、 TaC、 TiC、 WCなど が挙げ_られる。

かつては、有機化合物は生物によってのみ生成されると考えられていました。しかし、時が経つにつれて、科学者は実験室で有機化合物を合成する方法を学びました。有機化合物の数は膨大で、既知の定義済み化合物の数は1000万近くあります。^{[ 4 ]}しかし、理論的には無限に多くのそのような化合物が存在する可能性があります。定義上、有機化合物は少なくとも1つの炭素原子を含まなければなりませんが、この基準は一般的に十分とはみなされていません。実際、有機化合物と無機化合物の区別は最終的には慣習の問題であり、 COCl ₂、 CSCl ₂、 CS(NH ₂ ) ₂、 CO(NH ₂ ) ₂のように、どちらにも分類されている化合物がいくつかあります。炭素が金属に結合している場合、有機化学の分野は有機金属化学に交差します。

一般的な炭素ハロゲン化物には、四フッ化炭素（CF₄ _）、四塩化炭素（CCl₄ _）、四臭化炭素（CBr₄ _）、四ヨウ化炭素（Cl₄ _）、およびその他多数の炭素-ハロゲン化合物がある。

カルボランは、H ₂ C ₂ B ₁₀ H ₁₀などのホウ素原子と炭素原子から構成されるクラスターです。

炭素を含む合金は数百種類あります。これらの合金の中で最も一般的なのは鋼で、時には「炭素鋼」とも呼ばれます（カテゴリ：鋼を参照）。定義上、あらゆる種類の鋼にはある程度の炭素が含まれており、すべての鉄合金にも炭素が含まれています。

鉄と炭素を主成分とするその他の一般的な合金には、無煙鉄、鋳鉄、銑鉄、錬鉄などがある。

より技術的な用途では、鉄、マンガン、炭素の合金であるシュピーゲライゼンや、コバルト、クロム、タングステン、炭素の合金であるステライトも存在する。

意図的に添加されたかどうかに関わらず、アルミニウム、クロム、マグネシウム、モリブデン、ニオブ、トリウム、チタン、タングステン、ウラン、バナジウム、亜鉛、ジルコニウムといった一般的な金属とその合金にも、微量の炭素が含まれています。例えば、これらの金属の多くは、炭素の一種であるコークスを用いて精錬されます。また、アルミニウムとマグネシウムは、炭素電極を用いた電解槽で製造されます。これらの金属すべてに炭素が混入することは避けられません。