Zobrazení zdroje stránky Uhlík

{{Různé významy}}{{Infobox - chemický prvek
<!-- tabulka ( + část obecné) -->| značka = C
| protonové číslo = 6
| nukleonové číslo = 12
| název = Uhlík
| latinsky = carbonium, carboneum
| nad = 
| pod = [[Křemík|Si]]
| vlevo = [[Bor (prvek)|Bor]]
| vpravo = [[Dusík]]
| dolní tabulka = ano
<!-- obecné -->| chemická skupina = Nekovy
| číslo CAS = 7440-44-0
| skupina = 14
| perioda = 2
| blok = p
| koncentrace v zemské kůře = 200 až 800&nbsp;ppm
| koncentrace v mořské vodě = 28&nbsp;mg/l
| obrázek = Diamond-and-graphite-with-scale.jpg
| popisek = Diamant a grafit
| emisní spektrum = Carbon_Spectra.jpg
| vzhled = Černá látka nebo bezbarvá, průhledná látka
<!-- Atomové vlastnosti -->| relativní atomová hmotnost = 12,0107
| atomový poloměr = 70&nbsp;pm
| kovalentní poloměr = 73±4&nbsp;pm
| Van der Waalsův poloměr = 170&nbsp;pm
| elektronová konfigurace = [He] 2s<sup>2</sup> 2p<sup>2</sup>
| oxidační čísla = '''+IV''', +II, +I, 0, −II, −IV
<!-- Fyzikální vlastnosti -->| skupenství = [[Pevná látka|Pevné]]
| krystalografická soustava = Šesterečná (grafit)<br />Krychlová (diamant)
| hustota = 2270 kg/m<sup>3</sup> (grafit)<br />3513 kg/m<sup>3</sup> (diamant)
| tvrdost = Grafit: 1–2<br />Diamant: 10
| magnetické chování = [[Diamagnetismus|Diamagnetický]] (grafit i diamant)
| teplota tání = 3642
| teplota varu = 4027
| molární objem = 5,29×10<sup>−6</sup> m<sup>3</sup>/mol
| skupenské teplo tání = 117 KJ/mol (grafit)
| skupenské teplo varu = 
| tlak syté páry = 
| rychlost zvuku = Diamant: 18350&nbsp;m/s
| měrná tepelná kapacita = 8,517 Jmol<sup>−1</sup>K<sup>−1</sup> (grafit);<br />6,155 Jmol<sup>−1</sup>K<sup>−1</sup> (diamant)
| elektrická vodivost = Grafit: ~ 10<sup>4</sup> S·m<sup>−1</sup><br />Diamant: ~ 10<sup>−3</sup>&nbsp;S/m
| měrný elektrický odpor = Grafit: ~ 10<sup>−4</sup> Ωm<br />Diamant: ~ 10<sup>3</sup> Ωm
| tepelná vodivost = Grafit: 119–165 W·m<sup>−1</sup>·K<sup>−1</sup><br />Diamant: 900–2300&nbsp;W⋅m<sup>−1</sup>⋅K<sup>−1</sup>
<!-- Různé -->| standardní elektrodový potenciál = 
| elektronegativita = 2,5
| spalné teplo na m3 = 
| spalné teplo na kg = 
| ionizační energie = 1086,5 KJ/mol
| ionizační energie2 = 2352,6 KJ/mol
| ionizační energie3 = 4620,5 KJ/mol
| iontový poloměr = <!-- Izotopy -->
| izotopy = {{Infobox - chemický prvek/Nestabilní izotop
  | nukleonové číslo = 9
  | značka = C
  | výskyt = [[umělý izotop|umělý]]
  | poločas = 126,5 ms
  | energie = 16,494
  | způsob = [[záchyt elektronu|ε]] [[Přeměna beta plus|β<sup>+</sup>]]
  | nukleonové číslo produktu = 9
  | značka produktu = [[Bor|B]]
  | energie2 = 17,793
  | způsob2 = [[záchyt elektronu|ε]] [[emise protonu|p]] 61,6%
  | nukleonové číslo produktu2 = 8
  | značka produktu2 = [[Beryllium|Be]]
  | energie3 = 5,844
  | způsob3 = [[záchyt elektronu|ε]] [[částice alfa|α]] 38,4%
  | nukleonové číslo produktu3 = 5
  | značka produktu3 = [[Lithium|Li]]
}}{{Infobox - chemický prvek/Nestabilní izotop
  | nukleonové číslo = 10
  | značka = C
  | výskyt = [[umělý izotop|umělý]]
  | energie = 3,648
  | poločas = 19,29 s
  | způsob = [[záchyt elektronu|ε]] [[Přeměna beta plus|β<sup>+</sup>]]
  | nukleonové číslo produktu = 10
  | značka produktu = [[Bor|B]]
}}{{Infobox - chemický prvek/Nestabilní izotop
  | nukleonové číslo = 11
  | značka = C
  | výskyt = [[Umělý izotop|umělý]]
  | poločas = 20 [[minuta|minut]]
  | způsob = [[Přeměna beta plus|β<sup>+</sup>]]
  | energie = 0,96
  | nukleonové číslo produktu = 11
  | značka produktu = [[Bor (prvek)|B]]
}}{{Infobox - chemický prvek/Stabilní izotop
  | nukleonové číslo = 12
  | značka = C
  | výskyt = 98,9%
  | počet neutronů = 6
}}{{Infobox - chemický prvek/Stabilní izotop
  | nukleonové číslo = 13
  | značka = C
  | výskyt = 1,1%
  | počet neutronů = 7
}}{{Infobox - chemický prvek/Nestabilní izotop
  | nukleonové číslo = 14
  | značka = C
  | výskyt = [[stopová množství|stopy]]
  | poločas = 5730 [[rok|let]]
  | způsob = [[Přeměna beta minus|β<sup>−</sup>]]
  | energie = 0,15
  | nukleonové číslo produktu = 14
  | značka produktu = [[Dusík|N]]
}}{{Infobox - chemický prvek/Nestabilní izotop
  | nukleonové číslo = 15
  | značka = C
  | výskyt = [[umělý izotop|umělý]]
  | poločas = 2,449 s
  | energie = 9,771
  | způsob = [[Přeměna beta minus|β<sup>−</sup>]]
  | nukleonové číslo produktu = 15
  | značka produktu = [[dusík|N]]
}}{{Infobox - chemický prvek/Nestabilní izotop
  | nukleonové číslo = 16
  | značka = C
  | výskyt = [[umělý izotop|umělý]]
  | poločas = 747 ms
  | energie = 8,01
  | způsob = [[Přeměna beta minus|β<sup>−</sup>]] 1%
  | nukleonové číslo produktu = 16
  | značka produktu = [[dusík|N]]
  | energie2 = 12,26
  | způsob2 = [[Přeměna beta minus|β<sup>−</sup>]] [[vyzáření neutronu|n]] 99%
  | nukleonové číslo produktu2 = 15
  | značka produktu2 = [[dusík|N]]
}}{{Infobox - chemický prvek/Nestabilní izotop
  | nukleonové číslo = 17
  | značka = C
  | výskyt = [[umělý izotop|umělý]]
  | poločas = 193 ms
  | energie = 13,162
  | způsob = [[Přeměna beta minus|β<sup>−</sup>]] 68%
  | nukleonové číslo produktu = 17
  | značka produktu = [[dusík|N]]
  | energie2 = 13,896
  | způsob2 = [[Přeměna beta minus|β<sup>−</sup>]] [[vyzáření neutronu|n]] 32%
  | nukleonové číslo produktu2 = 16
  | značka produktu2 = [[dusík|N]]
}}{{Infobox - chemický prvek/Nestabilní izotop
  | nukleonové číslo = 18
  | značka = C
  | výskyt = [[umělý izotop|umělý]]
  | poločas = 92 ms
  | energie = 11,81
  | způsob = [[Přeměna beta minus|β<sup>−</sup>]] 68,5%
  | nukleonové číslo produktu = 18
  | značka produktu = [[dusík|N]]
  | energie2 = 15,99
  | způsob2 = [[Přeměna beta minus|β<sup>−</sup>]] [[vyzáření neutronu|n]] 31,5%
  | nukleonové číslo produktu2 = 17
  | značka produktu2 = [[dusík|N]]
}}{{Infobox - chemický prvek/Nestabilní izotop
  | nukleonové číslo = 20
  | značka = C
  | výskyt = [[umělý izotop|umělý]]
  | poločas = 14 ms
  | energie = 18,72
  | způsob = [[Přeměna beta minus|β<sup>−</sup>]] [[vyzáření neutronu|n]]
  | nukleonové číslo produktu = 19
  | značka produktu = [[dusík|N]]
}}{{Infobox - chemický prvek/Nestabilní izotop
  | nukleonové číslo = 22
  | značka = C
  | výskyt = [[umělý izotop|umělý]]
  | poločas = 6,1 ms
  | energie = 21,95
  | způsob = [[Přeměna beta minus|β<sup>−</sup>]] [[vyzáření neutronu|n]]
  | nukleonové číslo produktu = 21
  | značka produktu = [[dusík|N]]
}}<!-- Bezpečnost -->
| R-věty = 
| S-věty = 
| symboly nebezpečí GHS = {{GHS07}}{{GHS08}}<ref name=pubchem_cid_5462310>{{Citace elektronického periodika | titul = Carbon | periodikum = pubchem.ncbi.nlm.nih.gov | vydavatel = PubChem | url = https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/5462310 | jazyk = en | datum přístupu = 2021-05-24 }}</ref><br>{{Varování}}<ref name=pubchem_cid_5462310 />
}}
'''Uhlík''' ([[symbol prvku|chemická značka]] '''C''', {{Vjazyce2|la|''carbonium'' nebo ''carboneum''}}) je [[chemický prvek]], tvořící základní stavební kámen všech [[organická sloučenina|organických sloučenin]] a tím i všech [[život|živých]] organismů na této planetě. Sloučeniny uhlíku jsou jedním ze základů světové energetiky, kde především [[Fosilní palivo|fosilní paliva]] jako [[zemní plyn]] a [[uhlí]] slouží jako energetický zdroj pro výrobu [[elektřina|elektřiny]] a vytápění, produkty zpracování [[ropa|ropy]] jsou nezbytné pro pohon spalovacích motorů a tak silniční a železniční dopravu. Výrobky [[chemický průmysl|chemického průmyslu]] na bázi uhlíku jsou součástí našeho každodenního života, ať jde o [[plast|plastické hmoty]], [[umělá textilní vlákna|umělá vlákna]], nátěrové [[hmota|hmoty]], léčiva a mnoho dalších. V&nbsp;současné době bylo popsáno přibližně 10&nbsp;[[milion]]ů [[organická sloučenina|organických sloučenin]].<ref>http://www.beilstein-journals.org/bjoc/home/home.htm</ref><ref>http://www.stn-international.com/index.php?id=123</ref>

== Formy uhlíku ==
=== Elementární uhlík ===
Uhlík je typický [[nekovy|nekovový]] [[chemický prvek]], který se v&nbsp;elementárním stavu jako [[minerál]] vyskytuje v&nbsp;přírodě ve dvou základních [[alotropie|alotropních modifikacích]] a v&nbsp;posledních přibližně 30&nbsp;letech byly objeveny v&nbsp;přírodě nebo laboratorně vytvořeny modifikace další:

[[Soubor:Graphit gitter.png|vlevo|100px]]'''[[Grafit]]''' ('''tuha''') je nejčastější přírodní modifikace uhlíku, jejíž struktura se skládá z vrstev tzv. ''grafenu'', které jsou tvořeny uhlíky navázanými do [[šestiúhelník]]ů. Na každý uhlík jsou [[kovalentní vazba|kovalentně]] vázány další tři uhlíky ([[Hybridizace orbitalů|hybridizace]] sp<sup>2</sup>). Tvoří se zde rozsáhlý systém delokalizovaných [[elektron]]ů (π-systém). Jednotlivé vrstvy spolu drží pouze pomocí slabých interakcí, tzv. [[van der Waalsovy síly|van der Waalsových sil]]. Této vlastnosti se využívá např. při výrobě tužek, kde mletá tuha tvoří základní složku tyčinky určené pro psaní a kreslení. Grafit vede [[elektrický proud]].

[[Soubor:Diamond Cubic-F lattice animation.gif|vlevo|100px]]'''[[Diamant]]''' je tvořen uhlíkem krystalizujícím v&nbsp;[[Krystalografická soustava#Krychlová (kubická)|soustavě krychlové]] a je nejtvrdším{{#tag:ref|V roce 2009 byly objeveny další dvě teoreticky předpovězené modifikace uhlíku obdobné [[diamant]]u a [[lonsdaleit]]u.<ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Ferroir
 | jméno1 = Tristan
 | příjmení2 = Dubrovinsky
 | jméno2 = Leonid
 | příjmení3 = El Goresy
 | jméno3 = Ahmed
 | příjmení4 = Simionovici
 | jméno4 = Alexandre
 | příjmení5 = Nakamura
 | jméno5 = Tomoki
 | příjmení6 = Gillet
 | jméno6 = Philippe
 | titul = Carbon polymorphism in shocked meteorites: Evidence for new natural ultrahard phases
 | periodikum = Earth and Planetary Science Letters
 | ročník = 290
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 1–2
 | strany = 150–154
 | datum_vydání = 2010-02-15
 | url=https://www.researchgate.net/publication/222176349_Carbon_polymorphism_in_shocked_meteorites_Evidence_for_new_natural_ultrahard_phases
 | datum přístupu = 2010-02-04
 | issn = 0012-821X
 | doi = 10.1016/j.epsl.2009.12.015
 | jazyk = anglicky}}</ref><ref>[http://www.physorg.com/news184402061.html Popularizační zpráva k předchozí referenci]</ref> V [[meteorit]]u Haverö třídy ureilitů byly zjištěny mikrokrystaly (řádově 10 [[nanometr|nm]]) [[Krystalografická soustava#Klencová (trigonální)|romboedrické]] modifikace [[diamant]]u a tzv. polytypu 21R diamantu. Obě se vyznačují [[Mohsova stupnice tvrdosti|tvrdostí]] vyšší, než má diamant, což bylo prokázáno leštěním meteoritu pastou obsahující krystaly diamantu.|name="Ferroir_2010"|group="pozn."}}{{#tag:ref|V roce 2020 byla počítačově studována nově navržená alotropní modifikace zvaná '''pentadiamant'''. Je tvořená pravidelnou krystalovou strukturou se symetrií prostorové grupy Fm{{Nadtrženo|3}}m (č. 225), kombinující atomy uhlíku s hybridizací sp<sup>2</sup> a sp<sup>3</sup>, a významně překonává tvrdost [[diamant]]u: Její [[modul pružnosti v tahu]] je 1691 G[[pascal (jednotka)|Pa]] (diamant podle orientace pouze 1050–1210 GPa) a [[modul pružnosti ve smyku]] 1113 GPa (diamant pouze cca 480 GPa). Je předpovězeno [[polovodič]]ové chování.<ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Fujii
 | jméno = Yasumaru
 | příjmení2 = Maruyama
 | jméno2 = Mina
 | příjmení3 = Cuong
 | jméno3 = Nguyen Thanh
 | příjmení4 = Okada
 | jméno4 = Susumu
 | titul = Pentadiamond: A Hard Carbon Allotrope of a Pentagonal Network of sp<sup>2</sup> and sp<sup>3</sup> C Atoms
 | periodikum = Physical Review Letters
 | rok vydání = 2020
 | měsíc vydání = červen
 | den vydání = 30
 | ročník = 125
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 1: 016001
 | datum přístupu = 2020-07-01
 | url = https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.016001
 | dostupnost2 = 
 | url2 = 
 | issn = 1079-7114
 | doi = 10.1103/PhysRevLett.125.016001
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | autor1 = University of Tsukuba
 | titul = Researchers building a harder diamond, called pentadiamonds
 | periodikum = Phys.Org
 | datum_vydání = 2020-07-01
 | url = https://phys.org/news/2020-07-harder-diamond-pentadiamonds.html
 | datum_přístupu = 2020-07-01
 | jazyk = anglicky
}}</ref>|name="pentadiamant_2020"|group="pozn."}} a velmi cenným přírodním [[minerál|nerostem]]. Na každý uhlík jsou [[kovalentní vazba|kovalentně]] vázány další čtyři uhlíky ([[Hybridizace orbitalů|hybridizace]] sp<sup>3</sup>). [[Hmotnost]] [[diamant]]ů se udává v [[Karát (hmotnost)|karátech]], největším doposud nalezeným diamantem byl Cullinan, který v surovém stavu při nálezu v [[Jihoafrická republika|JAR]] dosáhl váhy 3&nbsp;106 karátů (621,2 gramů). Diamanty se používají pro svou tvrdost a výbornou [[tepelná vodivost|tepelnou vodivost]] (až 2300 W·m<sup>−1</sup>·K<sup>−1</sup> při pokojové teplotě a normálním [[izotop]]ickém složení) v nejrůznějších řezných a vrtných nástrojích. Pro vysokou cenu bývají [[diamant]]y vyráběny synteticky.

'''Diafit''' je nově používané označení pro modifikaci uhlíku v přechodových nanostrukturách mezi mřížkou ''dia''mantu (případně lonsdaleitu) a vhodně orientovanými vrstvami gra''fit''u. Nacházejí se v přírodních materiálech i uměle vytvořených uhlíkových kompozitech a vznikají například při dopadech meteoritů nebo v tlakově-teplotních rázových vlnách při laboratorním ozařování grafitu vysokoenergetickými [[laser]]ovými pulsy. Přechody mezi doménami s hybridizací sp<sup>2</sup> (tvořenými vrstvami grafenu) a sp<sup>3</sup> umožňují kombinaci vyhledávaných vlastností – vysoké tvrdosti současně s vysokou lomovou houževnatostí a tažností.<ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Németh
 | jméno1 = Péter
 | příjmení2 = McColl
 | jméno2 = Kit
 | příjmení3 = Smith
 | jméno3 = Rachael L.
 | příjmení4 = Murri
 | jméno4 = Mara
 | příjmení5 = Garvie
 | jméno5 = Laurence A. J.
 | příjmení6 = Alvaro
 | jméno6 = Matteo
 | příjmení7 = Pécz
 | jméno7 = Béla
 | příjmení8 = Jones
 | jméno8 = Adrian P.
 | příjmení9 = Corà
 | jméno9 = Furio
 | příjmení10 = Salzmann
 | jméno10 = Christoph G.
 | příjmení11 = McMillan
 | jméno11 = Paul F.
 | titul = Diamond-Graphene Composite Nanostructures
 | periodikum = Nano Letters
 | ročník = 20
 | číslo = 5
 | datum_vydání = 2020-05-13
 | strany = 3611–3619
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1021/acs.nanolett.0c00556
|issn = 1530-6984 }}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | titul = Materials science: Diaphite domains
 | periodikum = Nature
 | ročník = 458
 | číslo = 7235
 | datum_vydání = 2009-03
 | strany = 129–129
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1038/458129d
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Ohnishi
 | jméno1 = Hiromasa
 | příjmení2 = Nasu
 | jméno2 = Keiichiro
 | titul = Photoinduced domain-type collective structural changes with interlayer σ -bonds in the visible region of graphite
 | periodikum = Physical Review B
 | ročník = 79
 | číslo = 5
 | datum_vydání = 2009-02-24
 | strany = 054111
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1103/PhysRevB.79.054111
}}</ref> 

[[Soubor:Lonsdaleite structure.PNG|vlevo|100px]]'''[[Lonsdaleit]]''', též zvaný „šesterečný diamant“, je velmi řídce se vyskytující přírodní [[Alotropie|alotropní]] modifikací uhlíku. Jeho krystalová struktura je tvořena podobně jako u diamantu atomy uhlíku vázanými jednoduchými [[kovalentní vazba|kovalentními vazbami]] se čtyřmi sousedy, [[krystalografická soustava|krystalová soustava]] je však [[Krystalografická soustava#Šesterečná (hexagonální)|šesterečná]]. Původ přírodního lonsdaleitu je vysvětlován přeměnou [[grafit]]u při dopadech [[meteorit]]ů.<ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Vrtiška
 | jméno1 = Ondřej
 | titul = Tvrdší než diamant
 | periodikum = Vesmír
 | ročník = 101
 | číslo = 2022/10
 | datum_vydání = 2022-10-03
 | strany = 601
 | url = https://vesmir.cz/cz/casopis/archiv-casopisu/2022/cislo-10/tvrdsi-nez-diamant.html
 | issn = 1214-4029
 | datum_přístupu = 2022-10-07
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Jarman
 | jméno1 = Sam
 | titul = Rare form of diamond exists independently in meteorites
 | periodikum = PhysicsWorld
 | vydavatel = IOP Publishing
 | datum_vydání = 2022-10-04
 | url = https://physicsworld.com/a/rare-form-of-diamond-exists-independently-in-meteorites/
 | datum_přístupu = 2022-10-07
 | jazyk = anglicky
}}</ref>{{#tag:ref|Název lonsdaleit se používá jak pro alotropní modifikaci s pravidelnou strukturou šesterečného diamantu (popsanou Bundym a Kasperem v r. 1967), tak i pro minerál odpovídající původnímu vzorku, na základě kterého byl popsán, který byl však později identifikován jako polymorf více uhlíkových struktur, zejména diamantu, grafitu a chaoitu s přechodovými diafitovými strukturami.<ref>Lonsdaleite. Mindat [https://www.mindat.org/min-2431.html Dostupné online] (anglicky)</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Németh
 | jméno1 = Péter
 | příjmení2 = McColl
 | jméno2 = Kit
 | příjmení3 = Garvie
 | jméno3 = Laurence A. J.
 | příjmení4 = Salzmann
 | jméno4 = Christoph G.
 | příjmení5 = Murri
 | jméno5 = Mara
 | příjmení6 = McMillan
 | jméno6 = Paul F.
 | titul = Complex nanostructures in diamond
 | periodikum = Nature Materials
 | ročník = 19
 | číslo = 11
 | datum_vydání = 2020-11
 | strany = 1126–1131
 | dostupnost = preprint
 | url = http://real.mtak.hu/114313/1/NatMater_Nemeth.pdf
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1038/s41563-020-0759-8
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Németh
 | jméno1 = Péter
 | příjmení2 = Lancaster
 | jméno2 = Hector J.
 | příjmení3 = Salzmann
 | jméno3 = Christoph G.
 | příjmení4 = McColl
 | jméno4 = Kit
 | příjmení5 = Fogarassy
 | jméno5 = Zsolt
 | příjmení6 = Garvie
 | jméno6 = Laurence A. J.
 | příjmení7 = Illés
 | jméno7 = Levente
 | příjmení8 = Pécz
 | jméno8 = Béla
 | příjmení9 = Murri
 | jméno9 = Mara
 | příjmení10 = Corà
 | jméno10 = Furio
 | příjmení11 = Smith
 | jméno11 = Rachael L.
 | příjmení12 = Mezouar
 | jméno12 = Mohamed
 | příjmení13 = Howard
 | jméno13 = Christopher A.
 | příjmení14 = McMillan
 | jméno14 = Paul F.
 | titul = Shock-formed carbon materials with intergrown sp 3 - and sp 2 -bonded nanostructured units
 | periodikum = Proceedings of the National Academy of Sciences
 | ročník = 119
 | číslo = 30: e2203672119
 | datum_vydání = 2022-07-26
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1073/pnas.2203672119
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Houser
 | jméno1 = Pavel
 | titul = Při dopadu asteroidu vznikl lonsdaleit, zvláštní diamant kombinovaný s grafenem
 | periodikum = SCIENCEmag.cz
 | datum_vydání = 2022-09-19
 | url = https://sciencemag.cz/pri-dopadu-asteroidu-vznikl-zvlastni-diamant-kombinovany-s-grafenem/
 | datum_přístupu = 2022-09-22
}}</ref>|group="pozn."}}

'''[[Fcc-uhlík]]''' s [[Elementární buňka#Složená (centrovaná) buňka|plošně centrovanými elementárními buňkami]] (odtud název z [[angličtina|angl.]] '''''f'''ace '''c'''entered '''c'''ell''), někdy považovaný za variantu diamantu, jindy za novou základní alotropní modifikaci uhlíku, se vyznačuje neobvyklým typem vodivosti, kvůli které je řazen do samostatné třídy kvazivalenčních pevných látek. Povaha chemických vazeb předpokládá zápornou elektronovou afinitu a umožňuje očekávat vysokou polarizovatelnost a velmi nízkou tepelnou vodivost. Na potvrzení jeho existence (v r. 2024) se podíleli vědci z [[České vysoké učení technické v Praze|ČVUT]].<ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Šára
 | jméno1 = Filip
 | titul = Výzkumníci z ČVUT a Německa objevili nový materiál z uhlíku. Může nahradit polovodiče
 | periodikum = Novinky.cz
 | datum_vydání = 2024-08-21
 | url = https://www.novinky.cz/clanek/veda-skoly-vyzkumnici-z-cvut-a-nemecka-objevili-novy-material-z-uhliku-muze-nahradit-polovodice-40484946
 | datum_přístupu = 2024-08-21
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | titul = FCC-uhlík: Nový kvazivalentní materiál
 | periodikum = Katedra fyziky kondenzovaných látek: Novinky
 | vydavatel = Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakulta, Katedra fyziky kondenzovaných látek
 | datum_vydání = 2024-07-20
 | url = https://kfkl.mff.cuni.cz/cs/novinky/fcc-uhlik-novy-kvazivalentni-material
 | datum_přístupu = 2024-08-21
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Konyashin
 | jméno1 = Igor
 | příjmení2 = Muydinov
 | jméno2 = Ruslan
 | příjmení3 = Cammarata
 | jméno3 = Antonio
 | příjmení4 = Bondarev
 | jméno4 = Andrey
 | příjmení5 = Rusu
 | jméno5 = Marin
 | příjmení6 = Koliogiorgos
 | jméno6 = Athanasios
 | příjmení7 = Polcar
 | jméno7 = Tomáš
 | příjmení8 = Twitchen
 | jméno8 = Daniel
 | příjmení9 = Colard
 | jméno9 = Pierre-Olivier
 | příjmení10 = Szyszka
 | jméno10 = Bernd
 | příjmení11 = Palmer
 | jméno11 = Nicola
 | titul = Face-centered cubic carbon as a fourth basic carbon allotrope with properties of intrinsic semiconductors and ultra-wide bandgap
 | periodikum = Communications Materials
 | ročník = 5: 115
 | datum_vydání = 2024-07-02
 | url = https://www.researchgate.net/publication/381885804
 | issn = 2662-4443
 | datum_přístupu = 2024-08-21
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1038/s43246-024-00547-8
}}</ref> 

'''[[Superdiamant]]''', přesněji '''uhlík fáze BC8''', je předpovězená [[Krystalografická soustava#Krychlová (kubická)|kubická]] fáze s [[Elementární buňka#Složená (centrovaná) buňka|prostorově centrovanými elementárními buňkami]], která je podobná diamantu, ale má ještě o 30 % vyšší tuhost. Její výskyt je možný jen v exotických podmínkách – studie předpokládá vznik jejích krystalů z podchlazené uhlíkové taveniny při teplotě cca 6000 [[kelvin|K]] a tlacích nad 1200 GPa – čemuž v přírodě odpovídají jádra na uhlík bohatých exoplanet.<ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Nguyen-Cong
 | jméno1 = Kien
 | příjmení2 = Willman
 | jméno2 = Jonathan T.
 | příjmení3 = Gonzalez
 | jméno3 = Joseph M.
 | příjmení4 = Williams
 | jméno4 = Ashley S.
 | příjmení5 = Belonoshko
 | jméno5 = Anatoly B.
 | příjmení6 = Moore
 | jméno6 = Stan G.
 | příjmení7 = Thompson
 | jméno7 = Aidan P.
 | příjmení8 = Wood
 | jméno8 = Mitchell A.
 | příjmení9 = Eggert
 | jméno9 = Jon H.
 | příjmení10 = Millot
 | jméno10 = Marius
 | příjmení11 = Zepeda-Ruiz
 | jméno11 = Luis A.
 | příjmení12 = Oleynik
 | jméno12 = Ivan I.
 | titul = Extreme Metastability of Diamond and its Transformation to the BC8 Post-Diamond Phase of Carbon
 | periodikum = The Journal of Physical Chemistry Letters
 | vydavatel = ACS Publications
 | ročník = 15
 | číslo = 4
 | datum_vydání = 2024-02-01
 | strany = 1152–1160
 | url = https://www.researchgate.net/publication/377694479
 | datum_přístupu = 2024-03-22
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1021/acs.jpclett.3c03044
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Stark
 | jméno1 = Anne M.
 | titul = Supercomputer simulations of super-diamond suggest a path to its creation
 | periodikum = Phys.Org
 | url = https://phys.org/news/2024-03-supercomputer-simulations-super-diamond-path.html
 | datum_přístupu = 2024-03-22
 | jazyk = anglicky
}}</ref>
  
'''[[Chaoit]]''' ('''čaoit'''), též zvaný „bílý uhlík“, je velmi řídce se vyskytující přírodní [[Alotropie|alotropní]] modifikace uhlíku, objevená r. 1968.<ref name="Kudrjavcev_1996">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Kudryavtsev
 | jméno = Yu. P.
 | příjmení2 = Heimann
 | jméno2 = R. B.
 | příjmení3 = Evsyukov
 | jméno3 = S. E.
 | titul = Carbynes: Advances in the field of linear carbon chain compounds
 | periodikum = Journal of Materials Science
 | vydavatel = Kluwer Academic Publishers
 | rok vydání = 1996
 | měsíc vydání = listopad
 | ročník = 31
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 21
 | strany = 5557–5571
 | url = https://link.springer.com/article/10.1007/BF01160799
 | url2 = https://www.researchgate.net/publication/227133738_Carbynes_Advances_in_the_Field_of_Linear_Carbon_Chain_Compounds
 | issn = 1573-4803
 | doi = 10.1007/BF01160799
 | jazyk = anglicky
}}</ref> Jeho základní strukturní jednotkou jsou šestihrany tvořené 6 paralelními [[#karbyn|karbynovými]] řetězci, zapsatelnými vzorcem −(C≡C)<sub>''n''</sub>−.<ref name="Li_2007">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Li
 | jméno = Shandong
 | příjmení2 = Ji
 | jméno2 = Guangbin
 | příjmení3 = Huang
 | jméno3 = Zhigao
 | příjmení4 = Zhang
 | jméno4 = Fengming
 | příjmení5 = Du
 | jméno5 = Youwei
 | titul = Synthesis of chaoite-like macrotubes at low temperature and ambient pressure
 | periodikum = Carbon
 | vydavatel = Elsevier Ltd.
 | datum vydání = 
 | rok vydání = 2007
 | měsíc vydání = říjen
 | den vydání = 1
 | ročník = 45
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 15
 | strany = 2946–2950
 | url = https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622307005064
 | dostupnost2 = 
 | url2 = 
 | issn = 0008-6223
 | doi = 10.1016/j.carbon.2007.09.048
 | jazyk = anglicky
}}</ref> Tento nerost krystalizuje v [[Krystalografická soustava#Šesterečná (hexagonální)|šesterečné]] [[krystalografická soustava|soustavě]]. Původ je jako u [[lonsdaleit]]u vysvětlován přeměnou [[grafit]]u při dopadech [[meteorit]]ů, v jejichž dopadových kráterech se nachází.

[[Soubor:Graphene xyz.jpg|vlevo|100px]]'''[[Grafen]]''' je forma uhlíku, kterou tvoří jedna či několik málo vrstev rovinné sítě vzájemně propojených atomů uhlíku uspořádaných do tvaru šestiúhelníků ([[Hybridizace orbitalů|hybridizace]] sp<sup>2</sup>). Jedná se o vlastně strukturní součást [[grafit]]u, která si vzhledem ke zvláštním fyzikálním vlastnostem, výborné [[tepelná vodivost|tepelné vodivosti]] (přes 4000 W·m<sup>−1</sup>·K<sup>−1</sup> u izotopicky čištěného grafenu<ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Chen
 | jméno1 = Shanshan
 | příjmení2 = Wu
 | jméno2 = Qingzhi
 | příjmení3 = Mishra
 | jméno3 = Columbia
 | příjmení4 = Kang
 | jméno4 = Junyong
 | příjmení5 = Zhang
 | jméno5 = Hengji
 | příjmení6 = Cho
 | jméno6 = Kyeongjae
 | příjmení7 = Cai
 | jméno7 = Weiwei
 | příjmení8 = Balandin
 | jméno8 = Alexander A.
 | příjmení9 = Ruoff
 | jméno9 = Rodney S.
 | titul = Thermal conductivity of isotopically modified graphene
 | periodikum = Nature Materials
 | ročník = 11
 | číslo = 3
 | datum_vydání = 2012-03
 | strany = 203–207
 | url = https://www.nature.com/articles/nmat3207
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1038/nmat3207
}}</ref>) a využitelností pro mnohé elektronické a optické aplikace zasloužila vlastní název i [[Nobelova cena|Nobelovu cenu]] za fyziku v r. 2010 pro své objevitele. Předpokládá se široké uplatnění v nových generacích elektroniky, založených na [[spintronika|spintronice]].<ref>{{Citace elektronického periodika
 | autor1 = University of Manchester
 | titul = Graphene and 2-D materials could move electronics beyond 'Moore's law'
 | periodikum = Phys.Org
 | datum_vydání = 2020-06-03
 | url = https://phys.org/news/2020-06-graphene-d-materials-electronics-law.html
 | datum_přístupu = 2020-06-23
 | jazyk = anglicky
}}</ref> Dvouvrstvý grafen se vzájemně pootočenými vrstvami se vyznačuje exotickými a pro aplikace zajímavými vlastnostmi, které se výrazně mění s úhlem natočení (např. supravodivý stav pro tzv. magický úhel).<ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Dumé
 | jméno1 = Isabelle
 | titul = ‘Magic-angle’ graphene doubles up
 | periodikum = Physics World
 | vydavatel = IOP Publishing
 | datum_vydání = 2020-06-22
 | url = https://physicsworld.com/a/magic-angle-graphene-doubles-up/
 | datum_přístupu = 2020-06-25
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | autor1 = Princeton University
 | titul = Cascade sets the stage for superconductivity in magic-angle twisted bilayer graphene
 | periodikum = Phys.Org
 | datum_vydání = 2020-06-11
 | url = https://phys.org/news/2020-06-cascade-stage-superconductivity-magic-angle-bilayer.html
 | datum_přístupu = 2020-06-23
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | autor1 = Weizmann Institute of Science
 | titul = A new symmetry-broken parent state discovered in twisted bilayer graphene
 | periodikum = Phys.Org
 | datum_vydání = 2020-06-22
 | url = https://phys.org/news/2020-06-symmetry-broken-parent-state-bilayer-graphene.html
 | datum_přístupu = 2020-06-23
 | jazyk = anglicky
}}</ref>
[[Soubor:Graphyne_v2.svg|vlevo|100px]]'''[[Grafyn]]''' je společné označení pro formy uhlíku, kterou tvoří jako u grafenu jedna či několik málo vrstev rovinné sítě vzájemně propojených atomů uhlíku, které však již vzhledem k vloženým lineárním úsekům −C≡C− ([[Hybridizace orbitalů|hybridizace]] sp) nejsou uspořádány do tvaru pravidelných šestiúhelníků. Přesto si zachovávají mnohé zvláštní fyzikální vlastnosti. Mohou být takto vytvořeny grafyny různé symetrie, včetně pravoúhelníkové.<ref>{{Citace periodika
 | příjmení = Malko
 | jméno = Daniel
 | příjmení2 = Neiss
 | jméno2 = Christian
 | příjmení3 = Viñes
 | jméno3 = Francesc
 | spoluautoři = GÖRLING Andreas.
 | titul = Competition for Graphene: Graphynes with Direction-Dependent Dirac Cones
 | periodikum = Physical Review Letters
 | rok = 2012
 | měsíc = únor
 | den = 24
 | ročník = 108
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 8
 | strany = e086804: 1–4
 | url = http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.108.086804
 | formát = abstrakt
 | issn = 
 | doi = 10.1103/PhysRevLett.108.086804
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Schirber
 | jméno = Michael
 | titul = Focus: Graphyne May Be Better than Graphene
 | periodikum = Physics
 | odkaz na periodikum = 
 | rok vydání = 2012
 | měsíc vydání = únor
 | den vydání = 24
 | ročník = 5
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 24
 | poznámky = popularizační článek k předchozí referenci
 | url = http://physics.aps.org/articles/v5/24
 | issn = 
 | doi = 10.1103/Physics.5.24
 | jazyk = anglicky
}}</ref> Úspěšná syntéza grafynu s nejhustší strukturou, tzv. γ-grafynu, byla publikována v r. 2022.<ref name="Hu_2022">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Hu
 | jméno1 = Yiming
 | příjmení2 = Wu
 | jméno2 = Chenyu
 | příjmení3 = Pan
 | jméno3 = Qingyan
 | titul = Synthesis of γ-graphyne using dynamic covalent chemistry
 | periodikum = Nature Synthesis
 | datum_vydání = 2022-05-09
 | url = https://www.nature.com/articles/s44160-022-00068-7
 | issn = 2731-0582
 | datum_přístupu = 2022-05-23
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1038/s44160-022-00068-7
 | spoluautoři = et al.
}}</ref><ref name="Leytham-Powell_2022">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Leytham-Powell
 | jméno1 = Cay
 | titul = Long-hypothesized 'next generation wonder material' created for first time
 | periodikum = Phys.Org
 | datum_vydání = 2022-05-21
 | url = https://phys.org/news/2022-05-long-hypothesized-material.html
 | datum_přístupu = 2022-05-23
 | jazyk = anglicky
}}</ref> Formy grafynu s větší porézností (díky většímu počtu vložených úseků −C≡C−), např. tzv. grafdiyn, by mohly najít využití jako [[anoda|anody]] [[Akumulátor|nabíjitelných baterií]].<ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Houser
 | jméno1 = Pavel
 | titul = Anodu budoucích baterií by mohl tvořit ne grafit ani grafen, ale grafdiyn
 | periodikum = SCIENCEmag.cz
 | vydavatel = Nitemedia s.r.o.
 | datum_vydání = 2020-06-19
 | url = https://sciencemag.cz/anodu-budoucich-baterii-by-mohl-tvorit-ne-grafit-ani-grafen-ale-grafdiyn/
 | datum_přístupu = 2020-06-23
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | autor1 = Wiley
 | titul = Two-dimensional carbon networks: Graphdiyne as a functional lithium-ion storage material
 | periodikum = Phys.Org
 | datum_vydání = 2020-06-18
 | url = https://phys.org/news/2020-06-two-dimensional-carbon-networks-graphdiyne-functional.html
 | datum_přístupu = 2020-06-23
 | jazyk = anglicky
}}</ref>

Reakcí γ-grafynových vrstev při nízkých teplotách, při které jsou při zachování vrstev eliminovány trojné vazby, byla v r. 2025 vytvořená nová vrstevnatá alotropní modifikace tvořená uhlíkovými atomy s [[Hybridizace orbitalů|hybridizací]] sp<sup>2</sup>, která je odlišná od grafitu a vyznačuje se sníženou až nulovou energetickou šířkou [[Pásová struktura|zakázaného pásu]]. Mohla by umožnit budoucí zhotovení celouhlíkových elektronických čipů s výkonem nedosažitelným současnou křemíkovou technologií.<ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Aliev
 | jméno1 = Ali E.
 | příjmení2 = Guo
 | jméno2 = Yongzhe
 | příjmení3 = Fonseca
 | jméno3 = Alexandre F.
 | příjmení4 = Razal
 | jméno4 = Joselito M.
 | příjmení5 = Wang
 | jméno5 = Zhong
 | příjmení6 = Galvão
 | jméno6 = Douglas S.
 | příjmení7 = Bolding
 | jméno7 = Claire M.
 | příjmení8 = Chapman-Wilson
 | jméno8 = Nathaniel E.
 | příjmení9 = Desyatkin
 | jméno9 = Victor G.
 | příjmení10 = Leisen
 | jméno10 = Johannes E.
 | příjmení11 = Ribeiro Junior
 | jméno11 = Luiz A.
 | příjmení12 = Kanegae
 | jméno12 = Guilherme B.
 | příjmení13 = Lynch
 | jméno13 = Peter
 | příjmení14 = Zhang
 | jméno14 = Jizhen
 | příjmení15 = Judicpa
 | jméno15 = Mia A.
 | příjmení16 = Parra
 | jméno16 = Aaron M.
 | příjmení17 = Zhang
 | jméno17 = Mengmeng
 | příjmení18 = Gao
 | jméno18 = Enlai
 | příjmení19 = Hu
 | jméno19 = Lifang
 | příjmení20 = Rodionov
 | jméno20 = Valentin O.
 | příjmení21 = Baughman
 | jméno21 = Ray H.
 | titul = A planar-sheet nongraphitic zero-bandgap sp<sup>2</sup> carbon phase made by the low-temperature reaction of γ-graphyne
 | periodikum = Proceedings of the National Academy of Sciences
 | ročník = 122
 | číslo = 5: e2413194122
 | datum_vydání = 2025-02-04
 | datum_přístupu = 2025-03-07
 | issn = 1091-6490
 | jazyk = en
 | doi = 10.1073/pnas.2413194122
 | pmid = 39874293
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | autor1 = Case Western Reserve University
 | titul = Graphyne's transformation: A new carbon form with potential for electronics
 | periodikum = Phys.Org
 | datum_vydání = 2025-02-28
 | datum_přístupu = 2025-03-07
 | jazyk = en
 | doi = https://phys.org/news/2025-02-graphyne-carbon-potential-electronics.html
}}</ref>

[[Soubor:Buckminsterfullerene animated.gif|vlevo|100px]]'''[[Fullereny]]''' označují sférické (též elipsoidální či podobného tvaru) [[molekula|molekuly]] z jedné prostorově uzavřené vrstvy grafenu, tedy sítě uhlíkových atomů uspořádaných do šestiúhelníků, doplněných kvůli prostorovému uzavření dvanácti pětiúhelníky. Tyto [[molekula|molekuly]] jsou mimořádně odolné vůči vnějším fyzikálním vlivům. Zatím nejstabilnější známý [[fullereny|fulleren]] je [[molekula]], obsahující 60 uhlíkových [[atom]]ů. Fullereny se uměle připravují pyrolýzou organických [[Chemická sloučenina|sloučenin]] [[laser]]em. Výskyt přírodních fullerenů ve vesmíru byl prokázán v r. 2010 [[Spitzerův vesmírný dalekohled|Spitzerovým teleskopem]].<ref name="Spitzer" /> Za objev a studium vlastností fullerenů byla v roce [[1996]] udělena [[Nobelova cena]] Robertu F. Curlovi a Richardu E. Smalleymu a Haroldu W. Krotoovi.

[[Soubor:Fullerite structure.jpg|vlevo|100px]]'''[[Fullerit]]''' se nazývá krystalová struktura tvořená fullereny C<sub>60</sub>. Ty lze uspořádat více způsoby – fullerit krystalizuje v [[Krystalografická soustava#Krychlová (kubická)|krychlové soustavě]] (nad teplotou ~250 [[kelvin|K]] v [[Elementární buňka#Dělení podle obsazení atomy|plošně centrované mřížce]], pod teplotou ~220 [[kelvin|K]] v [[Elementární buňka#Dělení podle obsazení atomy|prosté mřížce]]);<ref>{{Citace periodika
 | příjmení = Matyáš
 | jméno = Miloš
 | titul = Fullereny a fullerity
 | periodikum = Pokroky matematiky, fyziky a astronomie
 | rok = 1992
 | ročník = 37
 | číslo = 5
 | strany = 289
 | url = http://dml.cz/bitstream/handle/10338.dmlcz/138901/PokrokyMFA_37-1992-5_5.pdf
 | formát = PDF
}}</ref> uvádí se i [[Krystalografická soustava#Čtverečná (tetragonální)|soustava čtverečná]]<ref>[http://www.mindat.org/min-6959.html Fullerit] v mineralogické databázi Mindat.org</ref>. Výskyt přírodního fulleritu ve vesmíru byl prokázán v r. 2012 [[Spitzerův vesmírný dalekohled|Spitzerovým teleskopem]].<ref name="Spitzer">[http://www.physorg.com/news/2012-02-spitzer-solid-buckyballs-space.html Spitzer finds solid buckyballs in space]. ''PhysOrg'', 22. února 2012 (anglicky)</ref> Doposud nebyl uznán (v žádné ze svých krystalografických podob) [[Mezinárodní mineralogická asociace|Mezinárodní mineralogickou asociací]] jako minerál.

Podobně jako je grafen jednovrstvá či několikavrstvá část struktury grafitu se svébytnými vlastnostmi, jednovrstvá resp. několikavrstvá část fulleritu se nazývá '''grafulleren''' resp. '''grafullerit'''. Jednotky tvořené fullerenem C<sub>60</sub> jsou v těchto alotropních modifikacích kovalentně vázány do rovinné struktury a jednotlivé vrstvy pak slabě vázané van der Waalsovými silami. Syntéza byla publikována v r. 2023. Vysoká tepelná vodivost a specifické optoelektrické vlastnosti slibují využitelnost těchto materiálů v technologických aplikacích.<ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Meirzadeh
 | jméno1 = Elena
 | příjmení2 = Evans
 | jméno2 = Austin M.
 | příjmení3 = Rezaee
 | jméno3 = Mehdi
 | příjmení4 = Milich
 | jméno4 = Milena
 | příjmení5 = Dionne
 | jméno5 = Connor J.
 | příjmení6 = Darlington
 | jméno6 = Thomas P.
 | příjmení7 = Bao
 | jméno7 = Si Tong
 | příjmení8 = Bartholomew
 | jméno8 = Amymarie K.
 | příjmení9 = Handa
 | jméno9 = Taketo
 | příjmení10 = Rizzo
 | jméno10 = Daniel J.
 | příjmení11 = Wiscons
 | jméno11 = Ren A.
 | příjmení12 = Reza
 | jméno12 = Mahniz
 | příjmení13 = Zangiabadi
 | jméno13 = Amirali
 | příjmení14 = Fardian-Melamed
 | jméno14 = Natalie
 | příjmení15 = Crowther
 | jméno15 = Andrew C.
 | příjmení16 = Schuck
 | jméno16 = P. James
 | příjmení17 = Basov
 | jméno17 = D. N.
 | příjmení18 = Zhu
 | jméno18 = Xiaoyang
 | příjmení19 = Giri
 | jméno19 = Ashutosh
 | příjmení20 = Hopkins
 | jméno20 = Patrick E.
 | příjmení21 = Kim
 | jméno21 = Philip
 | příjmení22 = Steigerwald
 | jméno22 = Michael L.
 | příjmení23 = Yang
 | jméno23 = Jingjing
 | příjmení24 = Nuckolls
 | jméno24 = Colin
 | příjmení25 = Roy
 | jméno25 = Xavier
 | titul = A few-layer covalent network of fullerenes
 | periodikum = Nature
 | vydavatel = Springer Nature Limited
 | ročník = 613
 | číslo = 7942
 | datum_vydání = 2023-01-05
 | strany = 71–76
 | issn = 1476-4687
 | datum_přístupu = 2023-01-16
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1038/s41586-022-05401-w
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Neff
 | jméno1 = Ellen
 | titul = Newly discovered form of carbon is graphene's 'superatomic' cousin
 | periodikum = Phys.Org
 | datum_vydání = 2023-01-05
 | url = https://phys.org/news/2023-01-newly-carbon-graphene-superatomic-cousin.html
 | datum_přístupu = 2023-01-16
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Houser
 | jméno1 = Pavel
 | titul = Další uhlíkový materiál: Syntetizovali grafulleren, superatomární grafen
 | periodikum = SCIENCEmag.cz
 | datum_vydání = 2023-01-15
 | url = https://sciencemag.cz/dalsi-uhlikovy-material-syntetizovali-grafulleren-superatomarni-grafen/
 | datum_přístupu = 2023-01-16
}}</ref>

Vzhledem ke slabé [[Van der Waalsovy síly|molekulové vazbě]] fullerenových jednotek fullerit nevyniká vysokou tvrdostí, stlačením však lze přetvořit do kompozitu, ve kterém se jednotlivé fulereny kovalentně propojí do amorfní struktury a výsledný materiál získá vysokou tvrdost. Příkladem je '''[[tisnumit]]''', vytvořený v r. 1998, schopný rýt [[diamant]].<ref>[[Moskevský fyzikálně-technický institut]]: How fullerite becomes harder than diamond. ''Phys.org'', 21. březen 2017. [https://phys.org/news/2017-03-fullerite-harder-diamond.html Dostupné online] (anglicky)</ref>

Podobnou objevenou amorfní modifikací jsou tzv. '''uspořádané amorfní uhlíkové klastry''' (OACC – z anglického ''ordered amorphous carbon clusters''). Vytváří se z [[fullereny|fullerenů]] C<sub>60</sub> (propojených [[xylen]]ovými molekulami), jejichž struktura je působením vysokého tlaku desítek GPa zborcena do kompaktní a velmi tvrdé amorfní látky, taktéž schopné rýt i [[diamant]]. Protože se vytváří při pokojové teplotě, mohla by v průmyslovém využití konkurovat syntetickým diamantům, pro jejichž výrobu jsou nutné teploty kolem 1500&nbsp;°C.<ref>PERKINS Ceri: [http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/aug/16/new-form-of-carbon-is-so-hard-it-can-indent-diamond New form of carbon is so hard it can indent diamond]. ''PhysicsWorld'', 16. srpen 2012 (anglicky)</ref>

Fullerenovou strukturu zborcenou do amorfní sklovité formy má pravděpodobně také tzv. [[Uhlík#Skelný grafit|'''skelný''' či '''sklovitý uhlík''', zvaný též '''skelný grafit''']], vyrobený v 50. letech 20. století v laboratořích britské The Carborundum Company.<ref name="glassy">[http://www.personal.rdg.ac.uk/~scsharip/PM_glassy.pdf Fullerene-related structure of commercial glassy carbons], P.J.F. Harris, 2003.</ref> Je kompaktní a neprostupný pro plyny a tekutiny. Kombinuje sklo-keramické charakteristiky (vysoká tvrdost, vysokoteplotní stálost i chemická odolnost) s vlastnostmi grafitu (dobrá elektrická a tepelná vodivost, nízké tření). Od konce 60. let 20. století se vyrábí také v&nbsp;pěnové formě s velmi nízkou hustotou, pak je označován zkratkou '''RCV''' (z [[angličtina|angl.]] ''reticulated vitreous carbon''). V r. 2021 byla zahřátím a stlačním fullerenů připravena další sklovitá modifikace uhlíku, kombinující ve struktuře vazby atomů s hybridizací sp<sup>2</sup> a sp<sup>3</sup> – '''diamantové sklo'''. Vyznačuje se vysokou pevností (odolá [[tlak]]u 102 G[[pascal (jednotka)|Pa]]), [[modul pružnosti|modulem pružnosti]] 1,2 GPa a tepelnou vodivostí 26 W m<sup>−1</sup> K<sup>−1</sup>, nejvyšší ze všech známých amorfních materiálů.<ref name="Mihulka_2021">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Mihulka
 | jméno1 = Stanislav
 | titul = Nové ultratvrdé diamantové sklo vyrobili z rozmačkaných fullerenů
 | periodikum = OSEL.cz
 | datum_vydání = 2021-11-26
 | url = https://www.osel.cz/12041-nove-ultratvrde-diamantove-sklo-vyrobili-z-rozmackanych-fullerenu.html
 | issn = 1214-6307
 | datum_přístupu = 2021-11-29
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Shang
 | jméno1 = Yuchen
 | příjmení2 = Liu
 | jméno2 = Zhaodong
 | příjmení3 = Dong
 | jméno3 = Jiajun
 | titul = Ultrahard bulk amorphous carbon from collapsed fullerene
 | periodikum = Nature
 | ročník = 599
 | číslo = 7886
 | datum_vydání = 2021-11-24
 | strany = 599–604
 | url = https://www.nature.com/articles/s41586-021-03882-9
 | issn = 1476-4687
 | datum_přístupu = 2021-11-29
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1038/s41586-021-03882-9
 | spoluautoři = et al.
 | pmid = 34819685
}}</ref> Další nová forma vytvořená v r.&nbsp;2017, tzv. '''stlačovaný skelný uhlík''', má strukturu odlišnou: Je tvořen grafenovými vrstvami (s hybridizací sp<sup>2</sup>) nejen vrstevnatě uspořádanými jako v grafitu, ale navíc lokálně propojenými mikrostrukturami s diamantovou či lonsdaleitovou mříží (s hybridizací sp<sup>3</sup>). Vyznačuje se exotickými vlastnostmi - je nejen velmi lehký, ale také pevný a současně ohebný a dobře vede elektrický proud.<ref name="Meng Hu_2017">{{Citace elektronického periodika
 | autor = Meng Hu
 | autor2 = Julong He
 | autor3 = Zhisheng Zhao
 | příjmení4 = Strobel
 | jméno4 = Timothy A.
 | autor5 = Wentao Hu
 | autor6 = Dongli Yu
 | autor7 = Hao Sun
 | spoluautoři = Lingyu Liu; Zihe Li; Mengdong Ma; Yoshio Kono; Jinfu Shu; Ho-Kwang Mao; Yingwei Fei; Guoyin Shen; Yanbin Wang; JUHL, Stephen J.; Jian Yu Huang; Zhongyuan Liu; Bo Xu; Yongjun Tian.
 | titul = Compressed glassy carbon: An ultrastrong and elastic interpenetrating graphene network
 | periodikum = Science Advances
 | vydavatel = American Association for the Advancement of Science
 | rok vydání = 2017
 | měsíc vydání = červen
 | den vydání = 9
 | ročník = 3
 | číslo = 6: e1603213
 | strany = 1–7
 | url = http://advances.sciencemag.org/content/3/6/e1603213.full
 | issn = 2375-2548
 | doi = 10.1126/sciadv.1603213
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref name="Mihulka_2017">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Mihulka
 | jméno = Stanislav
 | titul = Nová forma uhlíku je tvrdá jako kámen a elastická jako guma
 | periodikum = OSEL.cz
 | rok vydání = 2017
 | měsíc vydání = červen
 | den vydání = 12
 | url = http://www.osel.cz/9426-nova-forma-uhliku-je-tvrda-jako-kamen-a-elasticka-jako-guma.html
}}</ref>

[[Soubor:Kohlenstoffnanoroehre Animation.gif|vlevo|100px]]'''[[Uhlíková nanotrubice|Uhlíkové nanotrubice]]''' jsou uměle vyrobené mikroskopické trubičky složené z válcově svinuté vrstvy grafenu o průměru pouhých několika (1–100) [[nanometr]]ů. Perspektiva jejich využití se nabízí např. při výrobě velmi pevných a zároveň lehkých kompozitních materiálů a tkanin, v [[molekulární elektronika|elektronice]] při výrobě mimořádně malých [[tranzistor]]ů, jako ideálního materiálu pro uchovávání čistého [[vodík]]u pro [[palivový článek|palivové články]] a mnohé další.

'''Uhlíková nanopěna''' je řídká prostorová síť tvořená plošnými klastry uhlíkových atomů o velikosti několika nanometrů, které jsou podobné grafenu, ale protože atomy jsou uspořádány vedle šestiúhelníků také do sedmiúhelníků, je výsledná křivost plochy klastru na rozdíl od fullerenů záporná (hyperbolická).<ref>{{Citace periodika | příjmení = Rode | jméno = A. V. | spoluautoři = Gamaly, E. G.; Luther-Davies, B. | rok = 2000 | titul = Formation of cluster-assembled carbon nano-foam by high-repetition-rate laser ablation | periodikum = Applied Physics A: Materials Science & Processing | ročník = 70 | typ ročníku = svazek | číslo = 2 | strany = 135–144 | doi = 10.1007/s003390050025 | jazyk = anglicky}}</ref> Tato modifikace byla vytvořena v r. 1997. Vyznačuje se pozoruhodnými fyzikálními vlastnostmi – vedle elektrické vodivosti je silně [[Paramagnetismus|paramagnetická]].<ref>{{Citace periodika | příjmení = Rode | jméno = A. V. | spoluautoři = ''et al.'' | rok = 2002 | titul = Electronic and magnetic properties of carbon nanofoam produced by high-repetition-rate laser ablation | periodikum = Applied Surface Science | ročník = 197–198 | typ ročníku = svazek | strany = 644–649 | doi = 10.1016/S0169-4332(02)00433-6 | jazyk = anglicky}}</ref>

Teoreticky předpovězené uhlíkové modifikace tvořené grafenovými plochami zakřivenými do dokonale symetrických struktur se zápornou křivostí (a z toho vyplývajícími exotickými vlastnostmi), tzv. '''[[schwarzit]]y'''<ref name="Felix_2019">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Felix
 | jméno1 = Levi C.
 | příjmení2 = Woellner
 | jméno2 = Cristiano F.
 | příjmení3 = Galvao
 | jméno3 = Douglas S.
 | titul = Mechanical and energy-absorption properties of schwarzites
 | periodikum = Carbon
 | vydavatel = Elsevier Ltd.
 | ročník = 157
 | typ ročníku = svazek
 | datum_vydání = 2020-02
 | strany = 670–680
 | url = https://www.researchgate.net/publication/336969159_Mechanical_and_energy-absorption_properties_of_schwarzites
 | issn = 0008-6223
 | datum_přístupu = 2023-02-03
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1016/j.carbon.2019.10.066
}}</ref><ref name="Sanders_2018">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Sanders
 | jméno1 = Robert
 | titul = Long-sought carbon structure joins graphene, fullerene family
 | periodikum = Berkeley News
 | datum_vydání = 2018-08-13
 | url = https://news.berkeley.edu/2018/08/13/long-sought-carbon-structure-joins-graphene-fullerene-family/
 | datum_přístupu = 2023-02-03
 | jazyk = anglicky
}}</ref>, byly dosud vytvořeny jen jako povrchové struktury na [[zeolit]]ové matrici.<ref name="Braun_2018">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Braun
 | jméno1 = Efrem
 | příjmení2 = Lee
 | jméno2 = Yongjin
 | příjmení3 = Moosavi
 | jméno3 = Seyed Mohamad
 | příjmení4 = Barthel
 | jméno4 = Senja
 | příjmení5 = Mercado
 | jméno5 = Rocio
 | příjmení6 = Baburin
 | jméno6 = Igor A.
 | příjmení7 = Proserpio
 | jméno7 = Davide M.
 | příjmení8 = Smit
 | jméno8 = Berend
 | titul = Generating carbon schwarzites via zeolite-templating
 | periodikum = Proceedings of the National Academy of Sciences
 | ročník = 115
 | číslo = 35
 | datum_vydání = 2018-08-28
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1073/pnas.1805062115
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | autor1 = University of California - Berkeley
 | titul = Schwarzites: Long-sought carbon structure joins graphene, fullerene family
 | periodikum = Phys.Org
 | datum_vydání = 2018-08-13
 | url = https://phys.org/news/2018-08-schwarzites-long-sought-carbon-graphene-fullerene.html
 | datum_přístupu = 2023-02-03
 | jazyk = anglicky
}}</ref> 

Zborcením fullerenových struktur a jejich kovalentním provázáním mohou vzniknout alotropní modifikace, které sice nemají ideální symetrickou strukturu jako fullereny, grafeny, uhlíkové nanotrubice či schwarzity, přesto mohou vykazovat určitou dlouhodosahovou symetrii. Příkladem je tzv. '''LOPC''' (z [[angličtina|angl]]. ''long-range ordered porous carbon'', tedy '''pórovitý uhlík s uspořádáním dlouhého dosahu'''), jehož vytvoření bylo publikováno v roce 2023.<ref name="Pan_2023">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Pan
 | jméno1 = Fei
 | příjmení2 = Ni
 | jméno2 = Kun
 | příjmení3 = Xu
 | jméno3 = Tao
 | příjmení4 = Chen
 | jméno4 = Huaican
 | příjmení5 = Wang
 | jméno5 = Yusong
 | příjmení6 = Gong
 | jméno6 = Ke
 | příjmení7 = Liu
 | jméno7 = Cai
 | příjmení8 = Li
 | jméno8 = Xin
 | příjmení9 = Lin
 | jméno9 = Miao-Ling
 | příjmení10 = Li
 | jméno10 = Shengyuan
 | příjmení11 = Wang
 | jméno11 = Xia
 | příjmení12 = Yan
 | jméno12 = Wensheng
 | příjmení13 = Yin
 | jméno13 = Wen
 | příjmení14 = Tan
 | jméno14 = Ping-Heng
 | příjmení15 = Sun
 | jméno15 = Litao
 | příjmení16 = Yu
 | jméno16 = Dapeng
 | příjmení17 = Ruoff
 | jméno17 = Rodney S.
 | příjmení18 = Zhu
 | jméno18 = Yanwu
 | titul = Long-range ordered porous carbons produced from C<sub>60</sub>
 | periodikum = Nature
 | vydavatel = Springer Nature Limited
 | ročník = 614
 | číslo = 7946
 | datum_vydání = 2023-02-02
 | strany = 95–101
 | url = https://www.researchgate.net/publication/367050430_Long-range_ordered_porous_carbons_produced_from_C60
 | issn = 1476-4687
 | datum_přístupu = 2023-02-03
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1038/s41586-022-05532-0
}}</ref>{{#tag:ref|Studie ukázala, že je možné vytvořit 346 516 metastabilních struktur odlišné geometrie,<ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Pan
 | jméno1 = Fei
 | příjmení2 = Ni
 | jméno2 = Kun
 | příjmení3 = Xu
 | jméno3 = Tao
 | příjmení4 = Chen
 | jméno4 = Huaican
 | příjmení5 = Wang
 | jméno5 = Yusong
 | příjmení6 = Gong
 | jméno6 = Ke
 | příjmení7 = Liu
 | jméno7 = Cai
 | příjmení8 = Li
 | jméno8 = Xin
 | příjmení9 = Lin
 | jméno9 = Miao-Ling
 | příjmení10 = Li
 | jméno10 = Shengyuan
 | příjmení11 = Wang
 | jméno11 = Xia
 | příjmení12 = Yan
 | jméno12 = Wensheng
 | příjmení13 = Yin
 | jméno13 = Wen
 | příjmení14 = Tan
 | jméno14 = Ping-Heng
 | příjmení15 = Sun
 | jméno15 = Litao
 | příjmení16 = Yu
 | jméno16 = Dapeng
 | příjmení17 = Ruoff
 | jméno17 = Rodney S.
 | příjmení18 = Zhu
 | jméno18 = Yanwu
 | titul = Long-range ordered porous carbons produced from C<sub>60</sub>. Supplementary information
 | periodikum = Nature
 | ročník = 614
 | číslo = 7946
 | datum_vydání = 2023-02-02
 | strany = 95–101
 | url = https://static-content.springer.com/esm/art%3A10.1038%2Fs41586-022-05532-0/MediaObjects/41586_2022_5532_MOESM1_ESM.docx
 | datum_přístupu = 2023-02-03
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1038/s41586-022-05532-0
 | kapitola = Appendix
}}</ref> a určila jejich vazebné energie.|group="pozn."}}

'''[[Uhlík M]]''' (též M-uhlík) je umělá supertvrdá alotropní modifikace uhlíku vyskytující se při vysokých tlacích (nad 13,4 GPa při [[Standardní teplota a tlak|standardní teplotě]]). Byla vytvořena v roce 2009 stlačením grafitové struktury<ref name="Li_2009">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Li
 | jméno1 = Quan
 | příjmení2 = Ma
 | jméno2 = Yanming
 | příjmení3 = Oganov
 | jméno3 = Artem R.
 | příjmení4 = Wang
 | jméno4 = Hongbo
 | příjmení5 = Wang
 | jméno5 = Hui
 | příjmení6 = Xu
 | jméno6 = Ying
 | příjmení7 = Cui
 | jméno7 = Tian
 | příjmení8 = Mao
 | jméno8 = Ho-Kwang
 | příjmení9 = Zou
 | jméno9 = Guangtian
 | titul = Superhard Monoclinic Polymorph of Carbon
 | periodikum = Physical Review Letters
 | ročník = 102
 | číslo = 17
 | datum_vydání = 2009-04-29
 | strany = 175506
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1103/PhysRevLett.102.175506
 | pmid = 19518796
}}</ref> a potvrzená v roce 2012.<ref name="Wang_2012">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Wang
 | jméno1 = Yuejian
 | příjmení2 = Panzik
 | jméno2 = Joseph E.
 | příjmení3 = Kiefer
 | jméno3 = Boris
 | příjmení4 = Lee
 | jméno4 = Kanani K. M.
 | titul = Crystal structure of graphite under room-temperature compression and decompression
 | periodikum = Scientific Reports
 | ročník = 2
 | číslo = 1
 | datum_vydání = 2012-07-19
 | strany = 520
 | url = https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3400081/
 | issn = 2045-2322
 | datum_přístupu = 2023-02-03
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1038/srep00520
 | pmid = 22816043
}}</ref><ref name="Lee_2012">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Lee
 | jméno1 = Kanani K.M.
 | titul = Diamond in the rough: Half-century puzzle solved
 | periodikum = Phys.Org
 | datum_vydání = 2012-07-20
 | url = https://phys.org/news/2012-07-diamond-rough-half-century-puzzle.html
 | datum_přístupu = 2023-02-03
 | jazyk = anglicky
}}</ref> Její struktura je [[Krystalografická soustava#Jednoklonná (monoklinická)|jednoklonná]]. Tvrdostí je srovnatelná s diamantem.<ref name="Lee_2012"/>

'''[[Uhlík Q]]''' (též Q-uhlík) je umělá alotropní modifikace tvořená krystalickou nanovrstvou kovalentně vázaných atomů uhlíku s hybridizací sp<sup>3
</sup> (20%–50%) a sp<sup>2</sup>, která obsahuje monokrystalické nanočástice diamantu. Objev byl zveřejněn v roce 2015. Vytváří se na substrátu jiné látky (safír, sklo, plast) z vrstvy amorfního uhlíku jejím prudkým zahřátím laserovými pulsy na několik tisíc stupňů Celsia a následným prudkým ochlazením. Výsledkem jsou exotické vlastnosti, které se liší podle substrátu, tloušťky vrstvy a rychlosti ochlazení – může být [[Feromagnetismus|feromagnetický]], může při zahřátí [[luminiscence|světélkovat]], může vykazovat tvrdost větší než diamant.<ref name="Narayan_2015a">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Narayan
 | jméno = Jagdish
 | příjmení2 = Bhaumik
 | jméno2 = Anagh
 | titul = Novel Phase of Carbon, Ferromagnetism and Conversion into Diamond
 | periodikum = Journal of Applied Physics
 | rok vydání = 2015
 | měsíc vydání = 
 | den vydání = 
 | ročník = 
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 
 | strany = 
 | poznámky = před vydáním
 | url = 
 | dostupnost2 = 
 | url2 = 
 | issn = 1089-7550
 | doi = 10.1063/1.4936595
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref name="Narayan_2015b">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Narayan
 | jméno = Jagdish
 | příjmení2 = Bhaumik
 | jméno2 = Anagh
 | titul = Direct conversion of amorphous carbon into diamond at ambient pressures and temperatures in air
 | periodikum = APL Materials
 | rok vydání = 2015
 | měsíc vydání = říjen
 | den vydání = 7
 | ročník = 3
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 10:100702
 | kapitola = Research Update
 | strany = 
 | url = http://scitation.aip.org/content/aip/journal/aplmater/3/10/10.1063/1.4932622
 | dostupnost2 = PDF
 | url2 = http://scitation.aip.org/deliver/fulltext/aip/journal/aplmater/3/10/1.4932622.pdf;jsessionid=9qtsm8s1c3cdt.x-aip-live-06?itemId=/content/aip/journal/aplmater/3/10/10.1063/1.4932622&mimeType=pdf&containerItemId=content/aip/journal/aplmater
 | issn = 2166-532X
 | doi = 10.1063/1.4932622
 | jazyk = anglicky
 | datum přístupu = 02-12-2015
 | url archivu = https://web.archive.org/web/20151203233327/http://scitation.aip.org/content/aip/journal/aplmater/3/10/10.1063/1.4932622
 | datum archivace = 03-12-2015
 | nedostupné = ano
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | autor = Shipman
 | titul = Researchers Find New Phase of Carbon, Make Diamond at Room Temperature
 | periodikum = NC State News
 | rok vydání = 2015
 | měsíc vydání = listopad
 | den vydání = 30
 | poznámky = popularizační článek k předchozím referencím
 | url = https://news.ncsu.edu/2015/11/narayan-q-carbon-2015/
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Mihulka
 | jméno = Stanislav
 | titul = Vědci objevili novou a velice slibnou formu pevného uhlíku
 | periodikum = OSEL.cz
 | rok vydání = 2015
 | měsíc vydání = prosinec
 | den vydání = 1
 | poznámky = popularizační článek k předchozím referencím
 | url = http://www.osel.cz/8566-vedci-objevili-novou-a-velice-slibnou-formu-pevneho-uhliku.html
}}</ref>

[[Soubor:Polyynic cyclocarbon.png|vlevo|100px]]Jako '''karbyn'''{{Kotva|Karbyn}} (někdy '''karbin''' podle ruského originálu, též „LAC“ z anglického ''linear acetylenic carbon'') se označuje forma tvořená lineárními molekulami polymerního uhlíku, zapsatelnými vzorcem −(C≡C)<sub>''n''</sub>−.<ref name="Kudrjavcev_1996" /> Uhlíkové atomy s [[Hybridizace orbitalů|hybridizací]] sp jsou [[kovalentní vazba|kovalentně]] vázány s dvěma sousedními atomy. V přírodě se vyskytuje jako strukturní jednotka chaoitu.<ref name="Kudrjavcev_1996" /><ref name="Li_2007" /> Chemicky aktivní konce molekul se mohou vzájemně spojovat a vytvářet uzavřené molekulární řetězce (cyklický karbyn C<sub>18</sub> se podařilo prokazatelně připravit v roce 2019<ref name="Houser_2019">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Houser
 | jméno = Pavel
 | titul = Uhlíkový kruh z 18 atomů
 | periodikum = SCIENCEmag.cz
 | vydavatel = Nitemedia s.r.o.
 | rok vydání = 2019
 | měsíc vydání = srpen
 | den vydání = 19
 | url = https://sciencemag.cz/uhlikovy-kruh-z-18-atomu/
}}</ref><ref>{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Mihulka
 | jméno = Stanislav
 | titul = Pán uhlíkových prstenů: Materiáloví vědci dosáhli legendárního průlomu
 | periodikum = OSEL.cz
 | rok vydání = 2019
 | měsíc vydání = srpen
 | den vydání = 18
 | url = http://www.osel.cz/10714-pan-uhlikovych-prstenu-materialovi-vedci-dosahli-legendarniho-prulomu.html
 | issn = 1214-6307
}}</ref>). Karbyn se chová jako polovodič. Zájmem nanotechnologů jsou i jeho mechanické vlastnosti<ref name="Liu_2013">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Liu
 | jméno = Mingjie
 | příjmení2 = Artyukhov
 | jméno2 = Vasilii I.
 | příjmení3 = Lee
 | jméno3 = Hoonkyung
 | spoluautoři = XU, Fangbo; YAKOBSON, Boris I.
 | titul = Carbyne from First Principles: Chain of C Atoms, a Nanorod or a Nanorope?
 | periodikum = ACS Nano
 | rok vydání = 2013
 | měsíc vydání = říjen
 | den vydání = 5
 | ročník = 
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 
 | poznámky = online před tiskem
 | url = http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn404177r
 | dostupnost2 = PDF
 | url2 = http://arxiv.org/pdf/1308.2258v1
 | issn = 1936-086X
 | doi = 10.1021/nn404177r
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref>OWANO, Nancy. Carbyne is stronger than any known material. ''PhysOrg'', 20. srpen 2013. [http://phys.org/news/2013-08-carbyne-stronger-material.html Dostupné online] (anglicky)</ref><ref>Carbon's new champion: Theorists calculate atom-thick carbyne chains may be strongest material ever. ''PhysOrg'', 10. říjen 2013. [http://phys.org/news/2013-10-carbon-champion-theorists-atom-thick-carbyne.html Dostupné online] (anglicky)</ref> – při dobrém rovnoběžném uspořádání makromolekul se v daném směru vyznačuje modulem pružnosti 40krát vyšším než má diamant; protože pevností v tahu dvojnásobně převyšuje i uhlíkové nanotrubice, jedná se o vůbec nejpevnější známý materiál.<ref>PAZDERA, Josef: Nejpevnější materiál na světě aneb už v Sovětském svazu. ''OSEL.cz'', 12. říjen 2013.[http://www.osel.cz/index.php?clanek=7200 Dostupné online].</ref> Karbyn byl připraven v 60. letech 20. století v Ústavu organických sloučenin [[Ruská akademie věd#Historie|Akademie věd SSSR]];<ref name="Kasatochkin_1973">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Kasatochkin
 | jméno1 = V.I
 | příjmení2 = Korshak
 | jméno2 = V.V
 | příjmení3 = Kudryavtsev
 | jméno3 = Yu.P
 | příjmení4 = Sladkov
 | jméno4 = A.M
 | příjmení5 = Sterenberg
 | jméno5 = I.E
 | titul = On crystalline structure of carbyne
 | periodikum = Carbon
 | vydavatel = Elsevier Ltd.
 | ročník = 11
 | číslo = 1
 | datum_vydání = 1973-02
 | strany = 70–72
 | url = https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0008622373900122
 | issn = 0008-6223
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1016/0008-6223(73)90012-2
}}</ref> ještě na začátku 21. století však byla jeho existence jako alotropní modifikace uhlíku zpochybňována.<ref>[http://www.rsc.org/chemistryworld/Issues/2010/November/CarbyneOtherMythsAboutCarbon.asp Harry Kroto: "Carbyne and other myths about carbon", RSC Chemistry World, listopad 2010]</ref> Je totiž vysoce nestabilní; delší řetězce (přes 6000 atomů) se podařilo syntetizovat a udržet až v r. 2016 s využitím jiné uhlíkové modifikace – uvnitř dvoustěnných [[Uhlíková nanotrubice|uhlíkových nanotrubic]].<ref name="Bankhamer_2016">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Bankhamer
 | jméno = Alfred
 | titul = Carbin - Der eindimensionale Superstoff
 | periodikum = Austria Innovativ
 | vydavatel = Verlag Holzhausen
 | rok vydání = 2016
 | měsíc vydání = duben
 | číslo = 2/2016
 | url = http://www.austriainnovativ.at/story/article/carbin-der-eindimensionale-superstoff/
 | jazyk = německy
 | datum přístupu = 2018-05-24
 | url archivu = https://web.archive.org/web/20180524222559/http://www.austriainnovativ.at/story/article/carbin-der-eindimensionale-superstoff/
 | datum archivace = 2018-05-24
 | nedostupné = ano
}}</ref><ref name="Luhyna_2020">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Luhyna
 | jméno1 = Nataliia
 | příjmení2 = Rafique
 | jméno2 = Rafaila
 | příjmení3 = Iqbal
 | jméno3 = Sadia Sagar
 | příjmení4 = Khaliq
 | jméno4 = Jibran
 | příjmení5 = Saharudin
 | jméno5 = Mohd Shahneel
 | příjmení6 = Wei
 | jméno6 = Jiacheng
 | příjmení7 = Qadeer
 | jméno7 = Quratulane
 | příjmení8 = Inam
 | jméno8 = Fawad
 | titul = Novel Carbyne Filled Carbon Nanotube – Polymer Nanocomposites
 | periodikum = NanoWorld Journal
 | ročník = 06
 | číslo = 02
 | datum_vydání = 2020
 | url = http://jnanoworld.com/2020/07/27/1801/
 | url2 = https://www.researchgate.net/publication/343692585_Novel_Carbyne_Filled_Carbon_Nanotube_-_Polymer_Nanocomposites
 | issn = 2379-1101
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.17756/nwj.2020-078
}}</ref> Byla připravena i forma tvořená řetězci =(C=C)<sub>''n''</sub>=, tedy se strukturou [[kumulen]]u, tzv. '''''β''-karbyn''' (struktura střídající jednoduché a trojné vazby je proto někdy zvána ''α''-karbyn).<ref name="Korshak_1988">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení = Korshak
 | jméno = Vasilii V.
 | příjmení2 = Kudryavtsev
 | jméno2 = Yuri P.
 | příjmení3 = Korshak
 | jméno3 = Yuri V.
 | příjmení4 = Evsyukov
 | jméno4 = Sergey E.
 | příjmení5 = Khvostov
 | jméno5 = Valerii V.
 | příjmení6 = Babaev
 | jméno6 = Vladimir G.
 | příjmení7 = Guseva
 | jméno7 = Malvina B.
 | titul = Formation of β‐carbyne by dehydrohalogenation
 | periodikum = Die Makromolekulare Chemie/Macromolecular Rapid Communictions
 | vydavatel = John Wiley & Sons, Inc.
 | rok vydání = 1988
 | měsíc vydání = březen
 | ročník = 9
 | typ ročníku = svazek
 | číslo = 3
 | strany = 119–194
 | url = https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/marc.1988.030090304
 | issn = 
 | doi = 10.1002/marc.1988.030090304
 | jazyk = anglicky
}}</ref><ref name="Xue_2004">{{Citace elektronického periodika
 | příjmení1 = Xue
 | jméno1 = Kuan-Hong
 | příjmení2 = Tao
 | jméno2 = Fei-Fei
 | příjmení3 = Shen
 | jméno3 = Wei
 | příjmení4 = He
 | jméno4 = Chun-Jian
 | příjmení5 = Chen
 | jméno5 = Qiao-Ling
 | příjmení6 = Wu
 | jméno6 = Li-Jun
 | příjmení7 = Zhu
 | jméno7 = Yi-Mei
 | titul = Linear carbon allotrope – carbon atom wires prepared by pyrolysis of starch
 | periodikum = Chemical Physics Letters
 | vydavatel = Elsevier B.V.
 | ročník = 385
 | číslo = 5–6
 | datum_vydání = 2004-02
 | strany = 477–480
 | issn = 0009-2614
 | jazyk = anglicky
 | doi = 10.1016/j.cplett.2004.01.007
}}</ref>

[[Soubor:Amorphous Carbon.png|vlevo|100px]]'''[[Amorfní uhlík]]''' je forma uhlíku bez pravidelné krystalové struktury. Obsahuje atomy uhlíku jak s [[Hybridizace orbitalů|hybridizací]] sp<sup>2</sup> (vázaný s třemi sousedními atomy), tak i sp<sup>3</sup> (vázaný s čtyřmi sousedními atomy) v různém poměru, přičemž může obsahovat jak velké vakance, tak i nanokrystaly grafitu nebo diamantu v amorfní uhlíkové matrici. Z výše uvedených speciálních modifikací k němu patří všechny formy s kompozitní, sklovitou a pěnovou strukturou. Z běžné praxe je znám jeho výskyt jako [[saze|sazí]], vytvářených při nedokonalém spalování v [[Komín|komínech]] či [[Výfuk|výfucích]]. Pro praktické využití (zejména v chemii a lékařství) je amorfní uhlík připravován jako tzv. [[aktivní uhlí]], které má díky pórovité struktuře vysokou [[adsorpce|adsorpční]] schopnost.

=== Anorganické sloučeniny ===
V anorganických chemických sloučeninách se uhlík vyskytuje v mocenství +2, +4 a −1.

Z [[Oxidy|oxidů]] je důležitý především [[oxid uhličitý]] CO<sub>2</sub>, který se podílí na vytváření rostlinných tkání v procesu zvaném [[fotosyntéza]] a současně se vrací do [[atmosféra|atmosféry]] pří [[dýchání]] živých organizmů a spalování fosilních paliv.

Ve vodě se CO<sub>2</sub> rozpouští za vzniku [[oxoniový iont|oxoniového iontu]] H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> a [[hydrogenuhličitanový iont|hydrogenuhličitanového iontu]] HCO<sub>3</sub><sup>−</sup>, což je někdy chybně{{Fakt/dne|20120403164517}} označováno jako [[kyselina uhličitá]]. Známy jsou především [[soli]]. Většina z nich je ve vodě nerozpustná, rozpustné jsou jen uhličitany alkalických kovů a amoniaku. Uhličitany se řadí též i mezi nerosty, některé jsou uvedeny v následující tabulce.

<!-- needs a title, table should stand on its own -->
{| class="wikitable"
|-
| '''Název nerostu'''
| '''Chemický název'''
| '''Vzorec'''
|-
| [[Kalcit]], [[Aragonit]]
| [[Uhličitan vápenatý]]
| CaCO<sub>3</sub>
|-
| [[Magnezit]]
| [[Uhličitan hořečnatý]]
| MgCO<sub>3</sub>
|-
| [[Azurit]]
| [[Dihydroxid diuhličitan triměťnatý|Dihydroxid diuhličitan triměďnatý]]
| Cu<sub>3</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>(OH)<sub>2</sub>
|-
| [[Malachit]]
| [[Dihydroxid uhličitan diměťnatý|Dihydroxid uhličitan diměďnatý]]
| Cu<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>(OH)<sub>2</sub>
|-
| [[Siderit]]
| [[Uhličitan železnatý]]
| FeCO<sub>3</sub>
|-
| [[Dolomit]]
| [[Uhličitan hořečnato-vápenatý]]
| MgCa(CO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>
|-
| [[Smithsonit]]
| [[Uhličitan zinečnatý]]
| ZnCO<sub>3</sub>
|-
| [[Trona]]
| [[Hydrogenuhličitan uhličitan trisodný]]
| Na<sub>3</sub>(CO<sub>3</sub>)(HCO<sub>3</sub>)
|}

Oxid uhlíku s valencí +2, [[oxid uhelnatý]] CO je značně toxický [[plyn]], který blokuje krevní barvivo [[hemoglobin]] a znemožňuje tak [[dýchání]]. Jeho nebezpečí spočívá především v tom, že je bezbarvý a bez zápachu a člověk proto jeho přítomnost v okolí nemůže poznat svými [[smysly]]. Byl příčinou mnoha [[smrt]]elných otrav v uhelných dolech nebo v domácnostech, kde se k topení používal [[svítiplyn]].

Se [[síra|sírou]] vytváří uhlík toxickou kapalnou sloučeninu – [[sirouhlík]] CS<sub>2</sub>, vytváří se vedením par síry přes rozžhavený uhlík.

S dusíkem tvoří uhlík [[Kyanidy|kyanidový]] ion CN<sup>−</sup> a [[kyanovodík]] HCN patří také k mimořádně toxickým látkám. V tomto případě však můžeme detekovat čichem jeho silný zápach po hořkých mandlích.

S kovovými prvky tvoří uhlík [[karbidy]]. Nejznámější je [[karbid vápenatý]] CaC<sub>2</sub>, který při reakci s vodou uvolňuje [[ethyn|acetylen (ethyn)]] a byl dříve používán ke svícení v lampách, karbidkách a na svařování. Poměrně známý je i [[karbid křemíku]] SiC neboli karborundum, který má krystalickou strukturu podobnou diamantu a vyznačuje se mimořádnou tvrdostí.

=== Organické sloučeniny ===
[[Soubor:Benzene circle.svg|náhled|Strukturní vzorec benzenového jádra]]
[[Soubor:Ethyne-2D-flat.png|vpravo|náhled|Trojná vazba v molekule acetylenu]]
[[Organická sloučenina|Organické sloučeniny]] jsou chemické látky, které obsahují alespoň jeden atom uhlíku a téměř vždy atom vodíku, převážná většina přitom má spolu vázané atomy uhlíku vazbou C-C. Každý atom uhlíku je schopen vytvářet celkem čtyři tyto tzv. jednoduché vazby, kromě toho i vazbu dvojnou C=C a vazbu trojnou C≡C. Mohou proto vznikat dlouhé řetězce a molekuly s rozvětvenou nebo cyklickou strukturou. Společně s uhlíkem se v těchto molekulách vážou i další prvky, především biogenní prvky [[vodík]], [[kyslík]], [[dusík]], [[síra]] a [[fosfor]], ale mohou to být i [[halogeny]], [[křemík]] a mnoho dalších. Díky tomu existuje nesmírně mnoho kombinací; v dnešní době je známo více než 10 milionů organických sloučenin. Jejich výčet je pravidelně registrován v [[Beilsteinova databáze|Beilsteinově databázi]], která shromažďuje souhnrná data o všech známých organických sloučeninách.

Právě díky této obrovské rozmanitosti se organické látky staly základním stavebním kamenem živé hmoty. Každá [[buňka]] živého organismu obsahuje desetitisíce chemických sloučenin, které mají tu jedinou společnou vlastnost, že jejich základní skelet je tvořen atomy uhlíku v různých vazebných stavech.

Následující výčet typů organických sloučenin není zdaleka úplný a měl by pouze podat informaci o nejčastěji používaných a vyráběných typech organických látek.

[[Uhlovodíky]] jsou sloučeniny, které ve své molekule obsahují pouze atomy uhlíku a vodíku. Lze je v zásadě rozdělit na:
* [[alifatické uhlovodíky]], jejichž molekuly mají tvar otevřeného (případně rozvětveného) řetězce a
* [[Alicyklický uhlovodík|alicyklické uhlovodíky]], jejichž molekuly mají tvar řetězce (případně rozvětveného) uzavřeného do jedné nebo více smyček, a které nespadají do aromatických
* [[Areny|aromatické uhlovodíky]] (areny), jejichž molekuly obsahují alespoň jeden uzavřený řetězec s delokalizovanými elektrony [[Kovalentní vazba#Rozdělení vazeb|vazeb π]] (nejtypičtější je tzv. [[benzen]]ové jádro s šesti atomy uhlíku).

První dvě skupiny pak podle vazeb mezi atomy uhlíku dělíme na:
* [[alkany]] s pouze jednoduchou vazbou C-C
* [[alkeny]], obsahující minimálně jednu dvojnou vazbu C=C a
* [[alkyny]], obsahující minimálně jednu trojnou vazbu C≡C

Sloučeniny, které ve své molekule obsahují C, H a O, lze zhruba rozdělit do následujících skupin:
* [[alkoholy]], obsahující skupinu C-OH
* [[fenoly]], které skupinu -OH mají připojenu k aromatickému jádru
* [[ethery]], obsahující skupinu C-O-C
* [[organické peroxidy]], obsahující skupinu C-O-O-C
* [[aldehydy]], obsahující skupinu HC=O
* [[ketony]], obsahující skupinu C-CO-C
* [[karboxylové kyseliny]], obsahující skupinu -COOH
* [[estery]], obsahující skupinu R-C-OOR

Další typy organických sloučenin, které ve své molekule obsahuji i [[dusík]] nebo [[síra|síru]], jsou uvedeny v heslech těchto prvků.

=== Principy řetězení ===
Uhlík je u organických sloučeninách čtyřvazný, což odpovídá oxidačnímu číslu IV. Vazba uhlíku může být:

# jednoduchá
# dvojná vazba je vytvářena dvěma el. páry, které nejsou rovnocenné. El. vazebné, nazývané σ-elektrony, zbývající dva π-elektrony jsou pohyblivější a jsou nositeli reaktivnosti dvojné vazby.
# trojná je tvořena sdílením tří el. párů, dvěma σ- a čtyřmi π-elektrony
# rozvětvená
# nerozvětvená
# uzavřená do cyklů jednoduchých nebo složených

Volné vazby v těchto strukturách mohou být obsazeny atomy H, O, S, N nebo skupinami prvků (radikály). Sloučeniny s vazbami mezi uhlíky se nazývají nasycené (větší stálost), s dvojnou nebo trojnou vazbou jsou nenasycené.

== Výskyt a využití ==
Na [[Země|Zemi]] i ve [[vesmír]]u je uhlík poměrně značně rozšířeným prvkem. V zemské kůře je jeho obsah uváděn s relativně vysokým rozptylem v rozmezí 200–800 [[Parts per million|ppm]] (mg/kg), obsah v mořské vodě činí 28&nbsp;mg/l. Ve vesmíru připadá jeden atom uhlíku přibližně na 20&nbsp;000 atomů [[vodík]]u.

Některá využití uhlíku vyžadují zlepšení tvrdosti. Proces, při němž k tomu dochází se nazývá [[impregnace]] uhlíku a provádí se buď [[kovy]] ([[měď]], [[hliník]], [[cín]], [[stříbro]], [[olovo]], [[kadmium]]) nebo syntetickými [[pryskyřice]]mi.

Při tepelném zpracování uhlíku vznikají póry – takový proces zveme grafitace.

=== Grafit ===
{{Podrobně|Grafit}}
[[Soubor:Graphite-tn19a.jpg|náhled|Grafit]]

[[Grafit]] neboli tuha je nerost neboli [[minerál]], který se vyskytuje v mnoha lokalitách na Zemi. Jedny z největších grafitových dolů se nalézají v [[Spojené státy americké|USA]] ([[Texas]] a stát New York), [[Mexiko|Mexiku]], [[Indie|Indii]] a [[Rusko|Rusku]]; významná byla i ložiska v jižních Čechách. Grafit je například zároveň složkou [[saze|sazí]], které vznikají spalováním fosilních paliv. Je přitom přítomen v částečkách natolik nepatrných rozměrů, že saze mají spíše vlastnosti amorfního uhlíku.

Grafit se průmyslově využívá především při výrobě tužek. Přitom se nejprve velmi jemně namele společně s vápnem a vylisuje se do vhodného tvaru.

Další významné uplatnění grafitu je v metalurgickém průmyslu. Vzhledem k jeho značné tepelné odolnosti se z něho vyrábějí nádoby, [[kokila|kokily]], do kterých se odlévají roztavené kovy a jejich slitiny. Zamezí se tak kontaminaci slitiny kovem, ze kterého by se kokila musela vyrobit. Z grafitu se vyrábějí i elektrody pro elektrolytickou výrobu [[hliník]]u z taveniny směsi [[bauxit]]u a [[kryolit]]u nebo při výrobě [[křemík]]u z taveniny [[oxid křemičitý|oxidu křemičitého]].

Z grafitu se dále vyrábějí speciální typy [[elektrický kontakt|elektrických kontaktů]], např. kartáčky [[elektromotor]]ů.
Hlavní důvody pro toto použití uhlíku: uhlík se netaví – kontakty se nespékají a neopalují se při vysokých teplotách, nízký součinitel tření, stálý [[přechodový odpor]].

Grafitový prach se využíval do dnes již přežitých uhlíkových [[mikrofon]]ů.

Uhlík slouží také jako součást [[mazivo|maziv]] (grafitová vazelína, kolomaz).

==== Skelný uhlík ====
{{Podrobně|Skelný uhlík}}
[[Soubor:Glassy carbon and a 1cm3 graphite cube HP68-79.jpg|náhled|Kus skelného grafitu o hmotnosti 570 g (pro srovnání grafitová kostka o hmotnosti 2,27 g)]]
Uměle vyrobenou formou uhlíku je tzv. skelný uhlík ''(angl. glassy carbon'', tradičně zvaný též skelný grafit{{#tag:ref|Zažitý název "skelný grafit" je zavádějící, nejedná se o formu grafitu ale o obecnější formu uhlíku, neboť jeho struktura není typicky grafitová, ale spíše fullerenová.<ref name="glassy" />|group="pozn."}}), který se vyznačuje vysokou hustotou, nízkou pórovitostí a značnou chemickou a mechanickou odolností. V praxi se vyrábí přesně řízeným dlouhodobým vysokoteplotním (pyrolytickým) rozkladem organických látek na povrchu normálního grafitu.

Díky mimořádným fyzikálním a chemickým vlastnostem skelného grafitu se jeho praktické využití stále rozšiřuje i přes jeho poměrně vysokou cenu.

Pro [[elektrochemie|elektrochemii]] je důležitý fakt, že povrchy elektrod ze skelného grafitu jsou chemicky vysoce odolné a lze na nich dosáhnout vysokého kladného [[potenciál]]u, aniž by docházelo k jejich rozpuštění jako u normálních kovových elektrod. Toho lze využít jak v [[analytická chemie|analytické chemii]] při zkoumání elektrochemických vlastností organických molekul tak pro preparativní oxidaci při výrobě některých sloučenin.

Analytická metoda GFAAS (atomová absorpční spektrometrie s bezplamennou atomizací) používá pro odpaření analyzovaného vzorku kyvetu, která se během několika sekund zahřívá až na teploty kolem 3 000&nbsp;°C. Pokrytí vnitřní plochy této kyvety skelným grafitem dramaticky zvyšuje její odolnost a prodlouží její použitelnost ve srovnání s klasickou grafitovou kyvetou.

V metalurgii se pro čištění kovů na vysoké čistoty metodou [[zonální tavení|zonálního tavení]] mohou uplatnit trubice pokryté sklelným grafitem, v nichž se tavení provádí.

Laboratorní nádobí s povrchem ze skelného grafitu dosahuje stejné nebo i lepší chemické odolnosti jako nádobí z [[platina|platiny]] nebo její slitiny s [[rhodium|rhodiem]].

=== Diamant ===
{{Podrobně|Diamant}}
[[Soubor:Brillanten.jpg|náhled|Broušené diamanty]]

Představuje jeden z nejvzácnějších a nejdražších [[minerál]]ů. Vyskytuje se v různých barevných modifikacích od takřka průhledné až po černou. Protože ke vzniku diamantu je zapotřebí obrovských tlaků a vysokých teplot, jsou nalézány především tam, kde žhavé [[magma]] z velkých hloubek vystoupilo na povrch a ztuhlo. Naleziště s nejkvalitnějšími diamanty leží hlavně v [[Afrika|Africe]] – [[Jihoafrická republika|JAR]], [[Namibie]], [[Sierra Leone]], dále v [[Brazílie|Brazílii]], [[Rusko|Rusku]], [[Kanada|Kanadě]] a [[Austrálie|Austrálii]].

Diamanty je v současné době možno vyrábět i průmyslově, i když produkty zdaleka nedosahují kvalit přírodních diamantů. [[průmyslový diamant|Průmyslové diamanty]] se proto využívají především k osazování různých vrtných a řezných hlavic nástrojů, které pro svou činnost musí vykazovat mimořádnou tvrdost a odolnost.

Přírodní diamanty slouží již od pradávna především k výrobě těch nejdražších [[šperk]]ů. Aby se mohl diamant zasadit do zlatého nebo platinového šperku, musí být nejprve složitě a pečlivě broušen. K úspěšnému vybroušení drahého a vzácného diamantu je třeba nejen značné zkušenosti, ale i zručnosti a trpělivosti. Středisky broušení diamantů a obchodu s nimi jsou belgické [[Antverpy]] a nizozemský [[Rotterdam]] a [[Amsterdam]].

== Role v biologii ==
Uhlík a jeho sloučeniny hrály zcela zásadní roli ve [[vznik života|vzniku života]] tak, jak ho na [[Země|Zemi]] známe. Těla všech organismů jsou složená právě především z [[organická látka|organických látek]], tedy látek obsahujících uhlík. [[Cukry]], [[tuky]], různé [[kyseliny]] včetně [[Aminokyselina|aminokyselin]] a [[nukleové kyseliny|nukleových kyselin]], všechny myslitelné organické látky v tělech pozemských organismů obsahují uhlík. V lidském těle uhlík představuje 18,5 % hmotnosti,<ref>{{citace elektronické monografie| url = http://www.daviddarling.info/encyclopedia/E/elbio.html| titul = The Encyclopedia of Science; biological abundance of elements|jméno=David | příjmení=Darling}}</ref> v sušině těla (bez vody) je to ještě mnohem více.

== Izotopy uhlíku ==
V přírodě se uhlík vyskytuje ve formě [[izotop]]ů <sup>12</sup>C, <sup>13</sup>C a <sup>14</sup>C. Jejich vlastnosti včetně počtu protonů a neutronů v jejich jádře ukazuje tabulka.

{| class="wikitable"
! Izotop !! Protonů !! Neutronů !! Atomová hmotnost !! Poločas rozpadu !! Výskyt v přírodě
|-
| '''<sup>12</sup>C''' || 6 || 6 || 12 || stabilní || 98,9 % 
|-
| '''<sup>13</sup>C''' || 6 || 7 || 13,0033548378 || stabilní || 1,1 %
|-
| '''<sup>14</sup>C''' || 6 || 8 || 14,003241989 || 5730 let || 10<sup>−10</sup> %
|-
|}

Kromě těchto přírodních izotopů existuje přes deset dalších uměle připravených izotopů. Z nich nejstabilnější je izotop '''<sup>11</sup>C''' s poločasem rozpadu 20,3 minut.

=== Izotop <sup>14</sup>C ===
Tento přírodní radioaktivní izotop uhlíku vzniká ve vyšších vrstvách [[Atmosféra Země|atmosféry]]. Primárním činitelem jsou zde částice [[kosmické záření|kosmického záření]] tvořené převážně [[proton]]y a jádry [[Helium|hélia]] ([[Částice alfa|α-částicemi]]). Ty ve vysokých vrstvách atmosféry bombardují zde přítomné atomy a molekuly (především [[kyslík]]u, [[dusík]]u a [[Vzácné plyny|vzácných plynů]]), čímž vzniká [[sekundární kosmické záření]]: elementární částice [[neutron]]y, [[positron]]y, [[mion]]y a [[pion]]y. Tyto neutrony pronikají níže do atmosféry, kde převážně ve výškách 9–15 km reagují mj. s atomy dusíku {{su|a=r|p=14|b=7}}N, čímž vzniká [[izotop]] [[uhlík]]u <sup>14</sup>C.<ref name="Wagner">{{Citace elektronické monografie
 | příjmení = Wagner
 | jméno = Vladimír
 | url = http://www.osel.cz/index.php?obsah=6&clanek=3406
 | titul = Jaderná fyzika a kulturní dědictví
 | kapitola = Určování stáří
 | vydavatel = Osel,s.r.o.
 | datum vydání = 2008-03-15
 | datum přístupu = 2014-07-15
}}</ref> Tuto reakci lze zapsat rovnicí

:<math> \mathrm{~^{14}_{7}N} + n \to \mathrm{~^{14}_{6}C} + p </math>.

Takto vzniklý uhlík zde reaguje s přítomným kyslíkem za vzniku [[oxid uhličitý|oxidu uhličitého]], který se v atmosféře promíchává a postupně se dostává až k [[Povrch Země|zemskému povrchu]].

Uhlík <sup>14</sup>C (ať v atomické formě nebo ve sloučeninách) se rozpadá [[záření beta|beta rozpadem]] s poločasem 5&nbsp;730 let na dusík, přičemž je produkován [[elektron]] a [[antineutrino]]:

:<math>\mathrm{~^{14}_{6}C}\rightarrow\mathrm{~^{14}_{7}N}+ e^- + \bar{\nu}_e</math>.

Protože intenzita kosmického záření je relativně stabilní, ustavila se v zemské atmosféře [[rovnováha]] mezi produkcí uhlíku <sup>14</sup>C a jeho [[radioaktivita|radioaktivním rozpadem]]. Poměr všech 3 izotopů uhlíku v atmosférickém oxidu uhličitém i v jiných [[chemická sloučenina|sloučeninách]] se tak dlouhodobě udržuje na konstantní hodnotě.

=== Radiokarbonová metoda datování ===
{{Podrobně|Radiokarbonová metoda datování}}
Princip této metody zjišťování stáří materiálu vychází ze skutečnosti, že [[organismus|organismy]] v průběhu svého života průběžně přijímají a vydávají atmosférický CO<sub>2</sub> a jeho produkty. U [[rostliny|rostlin]] se tak děje především [[fotosyntéza|fotosyntézou]], u [[živočichové|živočichů]] příjmem rostlinných produktů – [[Býložravec|býložravci]] a následně [[predátoři]]. Poměr <sup>14</sup>C/<sup>12</sup>C zůstává proto v průběhu [[život]]a daného organizmu konstantní.

Po [[smrt]]i organismu nebo odumření jakékoliv biologické [[tkáň|tkáně]] se výměna uhlíku mezi organismem a prostředím zastaví. Protože v organismu další radioaktivní uhlík <sup>14</sup>C nevzniká, klesá jeho [[Koncentrace (chemie)|koncentrace]] podle [[Radioaktivita#Zákon radioaktivní přeměny|zákona radioaktivního rozpadu]].

[[Radiokarbonová metoda]] datování využívá tohoto jevu a v [[archeologie|archeologickém]] či jiném nálezu pozůstatku živé hmoty (zbytky tkání, [[kost]]i, [[popel]] apod.) je [[Chemická analýza|analyzován]] poměr <sup>14</sup>C/<sup>12</sup>C. Zjištěný poměr pak poměrně přesně ukazuje na dobu zániku dané živé hmoty. Vzhledem k uvedenému poločasu rozpadu uhlíku <sup>14</sup>C je metoda optimálně použitelná pro objekty o stáří několika set až 50&nbsp;tisíc let.

== Odkazy ==
=== Poznámky ===
<references group="pozn." />

=== Reference ===
<references />

=== Literatura ===
* Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
* Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
* Dr. Heinrich Remy, ''Anorganická chemie'' 1. díl, 1. vydání 1961
* N. N. Greenwood – A. Earnshaw, ''Chemie prvků'' 1. díl, 1. vydání 1993 {{ISBN|80-85427-38-9}}

=== Související články ===
* [[Koloběh uhlíku]]

=== Externí odkazy ===
* {{Commonscat|Carbon}}
* {{Wikicitáty|téma=Uhlík}}
* {{Wikislovník|heslo=uhlík}}
* {{cs}} [http://chemie.gfxs.cz/index.php?pg=prvek&prvek_id=6 Chemický vzdělávací portál]
* {{en}} [http://www.britannica.com/EBchecked/topic/94732/carbon-C Carbon on Britannica]
* {{en}} [https://www.topologicalquantumchemistry.com/#/?include=C&onlyTheseElements=true alotropní modifikace uhlíku v Topological Materials Database]
* [https://web.archive.org/web/20121109012854/http://www.forskning.no/Artikler/2006/juni/1149432180.36 Carbon&nbsp;– Super Stuff. Animation with sound and interactive 3D-models.]

{{Biogenní látky}}
{{Periodická tabulka (navbox)}}
{{Autoritní data}}
{{Portály|Chemie}}
{{1000 nejdůležitějších článků}}

[[Kategorie:Uhlík| ]]
[[Kategorie:Chemické prvky]]
[[Kategorie:Redukční činidla]]