碳的单质有多种，常见的包括以下几类：
传统单质
金刚石：
结构特点：碳原子间以共价键结合形成正四面体空间网状结构，是典型的原子晶体。
物理性质：硬度极高，是自然界中最硬的物质；熔点高达3550℃；不导电，导热性良好。
用途：常用于切割玻璃、钻探岩石等工业领域；因其璀璨夺目，经过加工后也可制成昂贵的钻石用于珠宝首饰行业。
石墨：
结构特点：碳原子呈层状排列，每一层内碳原子以共价键相连形成平面六边形网状结构，层与层之间靠较弱的范德华力结合。
物理性质：质地柔软，有滑腻感；具有良好的导电性、导热性；熔点很高，为3652℃。
用途：由于其软且有润滑性，常被用作润滑剂；因具备导电性，可用于制作电极，如干电池中的石墨电极；在铅笔芯中，石墨也是主要成分。
新型碳单质
富勒烯：
结构特点：由碳原子组成的一系列笼形分子的总称，其中最具代表性的是C₆₀，它由60个碳原子构成，形似足球，又称为足球烯。每个碳原子与相邻的三个碳原子以共价键相连。
物理性质：C₆₀在常态下为紫红色晶体，不溶于水，在一些有机溶剂中有一定溶解性。具有独特的光学、电学和磁学性质。
用途：在材料科学、超导、催化等领域展现出潜在应用价值，例如有可能用于制造高效的太阳能电池、新型催化剂等。
碳纳米管：
结构特点：由碳原子形成的无缝、中空的管状结构，可以看作是石墨片层卷曲而成。根据管壁层数可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
物理性质：具有极高的强度，重量轻，同时具备良好的电学性能和热学性能。
用途：在电子器件、复合材料、储能等方面有广泛应用前景，比如可用于制造高性能的锂离子电池电极材料、增强复合材料的机械性能等。
石墨烯：
结构特点：由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，只有一个碳原子厚度，是目前世界上已知的最薄的材料。
物理性质：具有优异的电学性能（电子迁移速度极快）、力学性能（强度高）、热学性能（热导率高）和光学性能（几乎透明）。
用途：可用于制备高性能晶体管、柔性显示屏、超级电容器等，在能源存储、传感器、航空航天等众多领域都有巨大的应用潜力。