Gli atomi di carbonio sono gli elementi costitutivi del carbonio, che è il sesto elemento più abbondante trovato nell'universo. Un atomo di carbonio ha sei elettroni, quattro dei quali sono nel guscio esterno dell'atomo, il suo guscio di valenza.
Gli atomi di carbonio hanno sei protoni nel nucleo e sei elettroni che orbitano intorno al nucleo. Quando i neutroni vengono aggiunti a un atomo di carbonio, si ottiene la creazione di un isotopo di carbonio. Per esempio, un atomo di carbonio con solo sei neutroni è chiamato Carbon-12, mentre un atomo con otto neutroni è chiamato Carbon-14. Il numero alla fine di ogni nome di isotopo rappresenta il numero di massa atomica trovato nella tavola periodica. Sebbene ogni isotopo abbia un numero variabile di neutroni, non vi è alcuna differenza tra le reazioni chimiche dell'atomo di carbonio.
I composti di carbonio si presentano sotto forma di diamanti, grafite, carbone di legna, nero carbone e fullerene. Il carbonio fornisce anche la struttura per tutti i tessuti di piante e animali ed è un componente importante in proteine come capelli, carne e seta. I composti di carbonio contenenti boro e silicio sono tra le sostanze più difficili conosciute. Su una scala standardizzata di durezza chiamata scala di Mohs, dove il diamante è 10, il carburo di silicio (Carborundum) è 9.15 e il carburo di boro è 9.32.
