Il carbonio possiede proprietà fisiche e chimiche. Il carbonio è un non-metallo che è una sostanza morbida e grigia che una persona può sfregare tra le unghie. L'elemento può anche apparire nero come il jet. Il carbonio forma la grafite di allotropi, diamante e carbone (amorfo). Ci sono migliaia di composti del carbonio che sono essenziali per la vita organica.
Come grafite, la densità del carbonio è di 2.267 grammi per millilitro. La grafite affonda in acqua e brucia per formare anidride carbonica o monossido di carbonio se l'apporto di ossigeno è limitato. Come un diamante, il carbonio è una delle sostanze più difficili sulla Terra. I diamanti hanno un alto punto di fusione e punto di rifrazione. La densità di un diamante è 3,51 g /cm³. I diamanti sono usati per gioielli, cuscinetti, tagli e forature.
Il carbonio elementare è una sostanza inerte. L'elemento è insolubile in acqua; acidi e basi diluiti; e solventi organici. L'unico alogeno a reagire con il carbonio è il fluoro. Diversi metalli si combinano con carbonio ad alte temperature per creare carburi. Esistono sette isotopi naturali per il carbonio. Carbon-12 è usato come standard per i pesi atomici. Il punto di fusione del carbonio è 3820 Kelvin e bolle a 5100 Kelvin. Il carbonio ha una struttura reticolare diagonale e una struttura cristallina esagonale. Forma tre composti gassosi con ossigeno: monossido di carbonio, anidride carbonica e carbonio suboxide.
