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碳元素
碳可以说是人类接触到的最早的元素之一，也是人类利用得最早的元素之一。碳元素只是碳这种物质。常见的碳的自然形式有金刚石、炭和石墨。碳在地壳中的质量分数为0.027%，在自然界中分布很广。以化合物形式存在的碳有：煤、石油、天然气、动植物体、石灰石、白云石、二氧化碳等。纯净的、单质状态的碳有三种，它们是金刚石、石墨、C60。它们是碳的三种同素异形体。
碳同位素
自然界中碳以12C、13C、14C等多种同位素的形式存在，应用于有机化学反应机理、有机物结构等领域。
12C、13C天然丰度分别为98.89%、1.11%;14C只有极微量且具放射性，半衰期为5730年。其他同位素由人工核反应获得，均有放射性。天然物质的碳同位素组成由13C/12C比值确定的δ(13C)表示，以美国南卡罗莱纳州白垩系Pee Dee组拟箭石化石作为标准品。
碳同位素的作用
20世纪50年代以来，浓缩和分析技术的突破，利用13C同位素的质量和磁性的同位素效应提供的信息，已广泛用于有机化学反应机理、有机物结构、天然产品生物合成及结构分析研究，酶促反应机理;农肥、农药机理、植物生理、临床诊断、病理试验、药理作用及药物代谢的研究和应用。
在地球科学中碳14广泛应用于成岩作用、成矿作用、古海洋、石油天然气成因研究。