Углерод является первым элементом в четвертой группе периодической системы. Его атомный вес 12,01115. [5].

Аллотропные модификации углерода — алмаз и графит — резко отличаются по физическим свойствам.

Алмаз — прозрачные кристаллы, очень твердые. Твердость алмаза объясняется строением его кристаллической решетки, четыре валентных электрона каждого атома углерода в алмазе образуют прочные ковалентные связи с другими атомами углерода. Кристаллическая решетка алмаза имеет тетраэдрическое строение. Расстояние между всеми атомами углерода одинаковое. Плотность алмаза равна 3,51 г/см3. Алмаз проводит электрический ток, так как в его кристаллической решетке отсутствуют свободные электроны.

Графит — мягкое темно-серое вещество с металлическим блеском. Плотность его колеблется от 2,17 до 2,3 г/см3. Кристаллическая решетка графита имеет сложное слоистое строение. Расстояние между слоями в кристалле графита больше расстояния между соседними атомами углерода в одной плоскости в 2,5 раза, поэтому связь между атомами углерода в одном слое гораздо прочнее, чем связь между атомами углерода, находящимися в различных слоях. Каждый атом углерода в кристаллической решетке

графита образует три прочные ковалентные связи с атомами углерода, расположенными в том же слое. В образовании этих связей участвуют три электрона атома углерода, а четвертый валентный электрон является относительно свободным. Наличие свободных электронов обусловливает электропроводность графита. [3].

Уголь (особенно древесный) обладает большой адсорбционной способностью. Адсорбционная способность угля обусловливается его пористостью. Чем

больше пор, тем больше поверхность угля и тем больше адсорбционная способность. Обычно поры древесного угля частично заполнены различными веществами, что снижает его адсорбционную способность. Для усиления адсорбции уголь подвергают специальной обработке — нагревают в струе водяного пара, чтобы освободить его поры от загрязняющих веществ. Обработанный таким образом уголь называется активным. [4].