气态碳分子 (gaseous carbon molecules)

小分子也存在于炭素材料在高温下所产生的蒸气中。构成大分子的碳原子数只为偶数。这类大分子后来确认是富勒碳。通常，气态碳分子不包括富勒碳，仅指存在于碳蒸气中的小分子；蒸气冷凝后即变为其他形态的碳，而不复存在；除非在极低的温度下，如在4K下，凝固在固态氩中。富勒碳自蒸气中冷凝，在固态下仍保持原有分子结构。

在2400-2700K下，处于平衡状态的碳蒸气中，碳分子以C1、C2、C3为主，分子比约为：1：0.5：1.6。在碳的三相点附近(见碳相图)，4100K下，平衡蒸气中C1、C2、C3、C4、C5的分子比约为：1.0：6.4：16：1.7：3.2。碳蒸气中C3所占份量最大。n>5的分子也存在于碳蒸气中，但数量甚微。在20世纪60年代即记录下这些碳离子的丰度分布；80年代中期得到的石墨蒸气中碳离子的丰度分布。