碳族元素知识点
高中化学关于炭族元素的知识点详解
高中化学关于炭族元素的知识点详解高中的高中会学习到很多的知识点，下面本人的本人将为大家带来关于碳族元素的知识点的介绍，希望能够帮助到大家。
高中化学关于炭族元素的知识点的介绍1. 碳族元素性质的相似性和递变性：(1)相似性① 碳族元素原子结构最外层都为4个电子，C、Si为非金属元素，Ge、Sn、Pb为金属元素。
② 最高正价为 4，负价为-4。
③ 非金属元素可形成气态氢化物RH4④ 非金属元素最高价氧化物对应的水化物为H2RO3，其水溶液呈酸性;金属元素低价氧化物对应水化物为、具两性偏碱性。
2. 碳单质(C)碳元素价态变化及重要物质：碳的同素异形体有金刚石和石墨两种。
(1)金刚石和石墨的晶体结构：金刚石晶体里，每个碳原子都处于四个碳原子的中心，以共价键跟四个碳原子结合成正四面体结构，正四面体结构向空间发展，构成一个空间网状晶体，为原子晶体。
石墨晶体是层状结构，每层内的碳原子排列成六边形，一个个六边形排列成平面网状结构，同一层内，相邻的碳原子以非极性共价键结合，层与层以范德华力相结合，因层与层之间易滑动，质软。
石墨晶体为层状晶体(看作混合型晶体)。
(2)物理性质：金刚石和石墨物理性质有较大差异。
(3)化学性质：碳单质常温下性质很稳定，碳的性质随温度升高，活性增大。
碳的同素异形体化学性质相似。
① 可燃性：在充足空气中燃烧C O2(足) 2CO② 高温下，与氢、硫、硅等发生化合反应：C+2S CS2(C表现还原性)C+Si SiC(C表现弱氧化性)C+2H2 CH4(C表现弱氧化性)③ 高温下，与钙、铁、铝、硅的氧化物发生反应，生成碳化物或还原出金属单质。
CaO+3C CaC2+CO(电石)CuO+C Cu+COSiO2+2C Si+2COFe2O3+3C 2Fe+3CO④ 高温下，与水蒸汽发生反应，⑤ 与氧化性酸发生反应：C 4HNO3(浓) CO2↑ 2SO2↑ 2H2O3. 二氧化碳(CO2)属于酸性氧化物，即为碳酸酸酐。
碳族元素知识点总结
碳族元素知识点总结碳族元素是元素周期表中的第14组元素，包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)和铅(Pb)。
碳族元素具有许多重要的化学和物理性质，对于我们的日常生活和工业发展具有重要意义。
以下是关于碳族元素的几个主要知识点的总结：1.原子结构和电子配置：碳族元素位于周期表的p区，外层电子结构为ns2np2、碳原子的电子配置为1s2 2s2 2p2、在碳族元素中，碳和硅是典型的非金属，锗是半金属，锡是过渡金属，铅是主族金属。
2.原子半径和离子半径：碳族元素的原子半径有增大的趋势。
这是因为随着原子序数的增加，电子层的数量也增加，电子屏蔽效应增强，从而使得原子半径增加。
在同一族元素中，离子半径随着正电荷数的增加而减小。
3.化学反应性：碳族元素的化学反应性有较大差异。
碳和硅都是非金属，具有较高的电负性。
它们能够形成多种化合价的化合物，如碳的四价化合物和硅的四价和六价化合物。
锡和铅具有特殊的价态行为，可以形成多种化合价的化合物。
锡和铅通常表现出二郎功能。
4.晶体结构和物理性质：碳族元素的晶体结构和物理性质有明显的变化。
碳以钻石、石墨和富勒烯等多种晶体结构存在。
钻石具有非常高的硬度，石墨具有良好的导电性和润滑性，富勒烯则具有独特的球形结构。
硅具有金刚石样的晶体结构，可以形成多种晶体相。
锡和铅以金属晶体结构存在，具有良好的导电性和可塑性。
5.化合物和应用：碳族元素形成了众多的化合物，具有重要的应用价值。
最重要的化合物是碳的氧化物，如二氧化碳和一氧化碳。
二氧化碳在大气中起到重要的温室效应，一氧化碳是一种有毒气体。
锗和硅的氧化物是重要的半导体材料。
锡和铅的氧化物具有良好的导电性和光学性能，常用于制备导电玻璃和陶瓷材料。
此外，锡和铅还广泛用于合金制备和防腐剂。
6.生物学意义：碳族元素在生物学中具有重要的意义。
生命体中含有大量的碳和硅。
碳是有机物的组成要素，是地球上生物多样性的基础。
硅在植物细胞壁和一些动物骨骼中起到结构支持的作用。
碳族化学知识点总结
碳族化学知识点总结
1.碳的化学性质
碳是自然界中广泛存在的元素，常见的存在形式有石墨、金刚石和富勒烯等。
在化合价态上，碳可以形成C4+、C3+、C2+和C-4等多种氧化态，这使得碳能够形成多种不同的化合物。
碳最为重要的化合物就是有机物，通过碳的共价键形成了许多复杂的有机分子，包括烃类、醇类、醛酮类、酸类等等。
因此有机化学是碳化学的一个重要分支，对于探索碳的化学性质和应用具有极为重要的意义。
2.硅的化学性质
硅是地壳中第二丰富的元素，它也拥有和碳相似的化学性质。
在自然界中，硅以SiO2的形式存在，它是一种常见的无机化合物，常用来制备其他硅化合物。
硅也能够形成C4+、C3+、C2+甚至C-4的氧化态，因此和碳一样，硅也能够形成多种化合物，比如硅烷、硅醇、硅酸等。
此外，硅还可以与氧形成硅-氧链或硅-氧环，从而形成无机硅化合物。
硅的这些性质使得它在材料科学、半导体行业以及生物医学领域具有广泛的应用。
3.锗、锡和铅的化学性质
锗、锡和铅在地壳中的含量逐渐递减，它们的化学性质也逐渐向金属方向发展。
锗和硅相似，它可以形成多种氧化态的化合物，并且能够与氧、氮、硫等元素形成多种化合物。
锡和铅则更具有金属特性，它们都能够形成阳离子，并且和其他元素形成多种化合物，比如氧化物、硫化物、氯化物等。
锡和铅也广泛应用于材料科学、化工、医学等领域。
总而言之，碳族元素拥有丰富的化合价态和多样的化学性质，这使得它们在自然界和工业生产中都具有广泛的应用价值。
希望上述知识点能够对学习碳族化学的同学有所帮助。
高中化学碳和硅的知识点介绍
高中化学碳和硅的知识点介绍(一)碳族元素1、组成和结构特点(1)碳族元素包括碳、硅、锗、锡、铅五种元素，位于元素周期表的IVA族。
(2)碳族元素原子最外层有4个电子，在化学反应中不易得到或失去电子，易形成共价键。
主要化合价有+2和+4价，其中碳和硅有负价。
碳族元素在化合物中多以+4价稳定，而铅在化合物中则以+2价稳定。
碳族元素中碳元素形成的单质(金刚石)硬度最大;碳元素形成的化合物种类最多;在所有非金属形成的气态氢化物中，CH4中氢元素的质量分数最大;12C是元素相对原子质量的标准原子;硅在地壳中的含量仅次于氧，其单质晶体是一种良好的半导体材料。
2、性质的递变规律随着原子序数的增大，碳族元素的原子半径依次增大，由非金属元素逐渐转变为金属元素，即金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱;最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强;气态氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强。
(二)碳及其化合物1、碳单质(1)碳的同素异形体金刚石石墨足球烯晶体类型原子晶体过渡性晶体分子晶体微粒间作用力共价键层内共价键，层间范德华力范德华力熔沸点很高很高低溶解性一般不溶难溶易溶于有机溶剂硬度最大质软很小导电性不导电导电不导电(2)碳的化学性质常温下碳的性质稳定，在加热、高温或点燃时常表现出还原性，做还原剂，温度越高，还原性越强，高温时的氧化产物一般为一氧化碳。
溶解性不同：一般情况下，所有的钾盐、钠盐和铵盐是可溶的，所有的酸式盐是可溶的，正盐的溶解度小于酸式盐的溶解度，但碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。
热稳定性不同：一般情况下，难溶的正盐和酸式盐受热易分解，可溶性碳酸盐稳定不易分解。
与酸反应的剧烈程度不同：两者都能与强酸(H+)反应产生CO2，但反应的剧烈程度不同，根据反应的剧烈程度可鉴别两者。
可溶性盐的水解程度不同：相同浓度的正盐溶液的pH值大于酸式盐溶液的pH值。
与碱反应不同：弱酸的酸式盐可与碱反应生成正盐。
与盐反应不同：碳酸钠可与氯化钙或氯化钡反应生成难溶性碳酸盐，但碳酸氢钠不反应。
第九讲 碳族元素复习学案、教案、习题
第九讲碳族元素复习主讲人车琳高考考点1、掌握碳族元素在周期表中的位置及其性质的关系2、了解碳、硅的单质及某些氧化物、氢化物、碳酸盐、硅酸盐的性质3、了解金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅的结构和性质。
4、了解碳的氧化物对大气的污染及其防治，初步了解粉尘对环境及人类健康的影响。
本讲序列【阅读议点】一、概述碳族元素包括、、、、，位于第于它们位于和之间，故容易形成化合物，不易形成化合物。
常见化合物有 +4和+2，其中：+4价较稳定的元素是 , +2价较稳定的元素是。
二、碳１、同素异形体⑴金刚石：色体形晶体,构型 ,键角，硬度，导电。
⑵石墨：色不透明状固体, 金属光泽,滑腻,结构，导电。
⑶无定形碳：包括炭黑、木炭、活性炭、焦炭。
⑷C60:“足球烯”２、化性⑴稳定性：⑵可燃性： C+O2─⑶还原性: CuO+ C —C+ H2O(气) ─C+ FeO—C+ S —C+ SiO2 —C+ HNO3(浓)—C+ CO2 ─⑷既作氧化剂，又作还原剂： C+ CaO ──C+ SiO2──三、一氧化碳１、物性:___色___味气体,___溶于水,比空气___，___毒,是因为。
２、化性：⑴可燃性：CO+ O2─ (蓝色火焰)⑵还原性: CO+ CuO ─CO+ H2O(气) ─３、实验室制法四、二氧化碳１、物性： 色 味的 体， 毒，比空气 ，扩散慢， 溶于水(1:1) 其固体俗称 ，易 。
２、化性：（指出各反应在实际生产中的应用） ⑴不能燃烧，不支持燃烧，不支持呼吸。
⑵酸性氧化物：CO 2+H 2O H 2CO 3 H ++HCO 3-CO 2+ Na 2O ─ CO 2+ CaO ── CO 2 + NaOH ─ 用于_________ CO 2 + Ca(OH)2 ─ 用于_________CO 2 + Na 2CO 3+ H 2O ─ CO 2 + CaCO 3 + H 2O ─ CO 2 + NH 3 + H 2O ─ CO 2 + NH 3 + NaCl+ H 2O ─ ⑶实验室制法原理：装置: 收集: 干燥: 检验: 吸收:五、碳酸及其盐１、碳酸(H 2CO 3):___挥发,___分解,二元弱酸(HAc>H 2CO 3>C 6H 5OH) 指出：①碳酸盐除K + .Na + .NH 4+盐外,一般不溶于水,碳酸氢盐均可溶 ； ②Al 2(CO 3)3、Al(HCO 3)3等一般不存在。
《碳族元素》十大疑点透析
进行 ：
： ｉ
（）Ｓｑ４ Ｏ—Ｈ２ ｉ ＋２ 十； １ ｉ－ Ｈ２ ＳＯ４ Ｈ２
（ ） Ｈ４ ｉ ＋ ２ ａ Ｈ ＝ Ｎａ Ｓ Ｏ３ ３ ２ ２ ＳＯ４ Ｎ Ｏ ＝ ＝ ２ ｉ ＋ Ｈ Ｏ．
反应 中起 氧化 作用 的只 有水 ， Ｎａ 而 ＯＨ 既不是 氧 化剂 ， 又不 是还 原剂 ， 只是 一 种 反应 物 ， 表 示反 应 实 为
苯酚 钠反 应 时一定 生成 Ｎ ＨＣ ３ ａ Ｏ
疑点 ３ 在反应 ｓ＋２ ａ Ｈ＋Ｈ Ｏ＝Ｎ ２ｉ３ Ｈ 十 ｉ ＮＯ ２ ａＳ ＋２ ２ Ｏ
中 Ｎａ ＯＨ和 Ｈ ｏ是否 都是 氧化 剂 根据 反应 分析 似乎反 应 中 Ｎａ） 和 Ｈ （ 均 为氧 （Ｈ ）
酸性 ： Ｃ Ｈ Ｏ。强 于 苯 酚 强 于 ＨＣＯ３， 酚 与 苯 ＮａＣ 会 发 生反应 而不共存 ， Ｏ。 无论 通 人 多少 Ｃ 一 Ｏｚ 定会 生成 Ｎａ Ｏ３ ＨＣ ．
是 金属 原子 失去 电子 变成 金 属 阳离 子 的能 力 ， 同主族
◇ 河北 黄丽娜 孙 琳 娜
元素中， 随着 质子 数增 大 ， 子半 径 逐渐 增 大 ， 子核 原 原 对 最外 层 电子 的吸 引力 逐渐 减 小 ， 属 性 逐 渐减 弱 ， 金 因此铅 的金 属性 比锡 强． 属 活 动性 ：指 金 属单 质 在 金 水 溶液 中失 去 电子 变成 水合 金 属 阳离子 的能力 ， 因为 水 合过 程是 放热 的 ，锡 离 子 形成 水 合 离 子 放热 更 多 ， 部分 弥补 了失 去 电子所 需要 的能 量 ， 以单 质锡 失去 所 电子能力 比铅 强 ， 因此 ， 的金属 活动性 比铅 强． 锡 疑 点 ５ Ｓ 的还 原 性 大 于 Ｃ但 Ｃ在 高 温 下却 能 还 原 ｉ
化学辅导之碳的知识点有哪些
化学辅导之碳的知识点有哪些碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。
碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。
下面是小编给大家带来的化学辅导之碳的知识点，欢迎大家阅读参考，我们一起来看看吧!初中化学知识点：碳的性质概述：碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。
拉丁语为Carbonium，意为“煤，木炭”。
汉字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁构成，从“炭”字音。
碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。
碳能在化学上自我结合而形成大量化合物，在生物上和商业上是重要的分子。
生物体内大多数分子都含有碳元素。
a)稳定性：在常温下碳的化学性质稳定，点燃或高温的条件下能发生化学反应b)可燃性：碳的存在形式是多种多样的，有晶态单质碳如金刚石、石墨;有无定形碳如煤;有复杂的有机化合物如动植物等;碳酸盐如大理石等。
单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。
高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同，各有各的外观、密度、熔点等。
碳的化学性质：1.稳定性：在常温下碳的化学性质稳定，点燃或高温的条件下能发生化学反应2.可燃性：氧气充足的条件下：C+O2CO2 氧气不充分的条件下： 2C+O23.还原性：木炭还原氧化铜：C+2CuO2Cu+CO2↑ 焦炭还原氧化铁：3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑ 焦炭还原四氧化三铁：2C+Fe3O43Fe+2CO2↑ 木炭与二氧化碳的反应：C+CO2CO◎ 碳的性质的知识点拨碳”与“炭”的区别：“碳”是一种核电荷数为6的非金属元素，而“炭” 一般是指由石墨的微小晶体和少量杂质组成的混合物，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。
在说明碳元素时，用“碳”表示，如碳单质、二氧化碳、碳酸等;在说明含石墨的无定形碳时，用“炭”表示，如木炭、焦炭等。
碳燃烧生成物的判断：氧气量充足时，碳充分燃烧：C+O2CO2 氧气量不充足时，碳不充分燃烧：2C+O22CO初中化学知识点：活性炭和木炭的结构和用途定义：木炭、活性炭、炭黑、焦炭是由石墨的微小晶体和少址杂质构成的，均属混合物。
高中化学关于炭族元素的知识点详解
高中化学关于炭族元素的知识点详解1. 碳族元素性质的相似性和递变性：(1)相似性① 碳族元素原子结构最外层都为4个电子，C、Si为非金属元素，Ge、Sn、Pb为金属元素。
② 正价为4，负价为-4。
③ 非金属元素可形成气态氢化物RH4④ 非金属元素价氧化物对应的水化物为H2RO3，其水溶液呈酸性;金属元素低价氧化物对应水化物为、具两性偏碱性。
2. 碳单质(C)碳元素价态变化及重要物质：碳的同素异形体有金刚石和石墨两种。
(1)金刚石和石墨的晶体结构：金刚石晶体里，每个碳原子都处于四个碳原子的中心，以共价键跟四个碳原子结合成正四面体结构，正四面体结构向空间发展，构成一个空间网状晶体，为原子晶体。
石墨晶体是层状结构，每层内的碳原子排列成六边形，一个个六边形排列成平面网状结构，同一层内，相邻的碳原子以非极性共价键结合，层与层以范德华力相结合，因层与层之间易滑动，质软。
石墨晶体为层状晶体(看作混合型晶体)。
(2)物理性质：金刚石和石墨物理性质有较大差异。
(3)化学性质：碳单质常温下性质很稳定，碳的性质随温度升高，活性增大。
碳的同素异形体化学性质相似。
① 可燃性：在充足空气中燃烧C O2(足) 2CO② 高温下，与氢、硫、硅等发生化合反应：C+2S CS2(C表现还原性)C+Si SiC(C表现弱氧化性)C+2H2 CH4(C表现弱氧化性)③ 高温下，与钙、铁、铝、硅的氧化物发生反应，生成碳化物或还原出金属单质。
CaO+3C CaC2+CO(电石)CuO+C Cu+COSiO2+2C Si+2COFe2O3+3C 2Fe+3CO④ 高温下，与水蒸汽发生反应，⑤ 与氧化性酸发生反应：C 4HNO3(浓) CO2↑ 2SO2↑ 2H2O3. 二氧化碳(CO2)属于酸性氧化物，即为碳酸酸酐。
(1)分子组成和结构：二氧化碳分子是由两个氧原子和一个碳原子通过极性共价键结合成直线型的非极性分子;固态时为分子晶体。
(2)物理性质：二氧化碳是无色、无嗅的气体，密度比空气大，加压和降温下变为雪状固体叫干冰，若在压强为101帕，温度℃时，干冰可升华成气体;CO2可溶于水(通常状况下1:1)。
高考化学元素周期表常见考点总结
高考化学元素周期表常见考点总结在高考化学中，元素周期表是一个极其重要的知识点，几乎贯穿了化学学习的各个方面。
下面就为大家详细总结一下高考中关于元素周期表的常见考点。
一、元素周期表的结构首先要清楚元素周期表的排列原则。
元素周期表是按照原子序数递增的顺序排列的，将电子层数相同的元素排成一个横行，称为周期；把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行，称为族。
周期分为短周期（第一、二、三周期）、长周期（第四、五、六、七周期）。
短周期元素相对较为常见，需要重点掌握。
族分为主族（ⅠA 族ⅦA 族）、副族（ⅠB 族ⅦB 族）、第Ⅷ族（包含三个纵行）和 0 族（稀有气体元素）。
主族元素的化学性质具有一定的相似性和递变性。
二、原子结构与元素周期表的关系原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数。
元素所在的周期数等于其原子的电子层数，主族元素所在的族序数等于其原子的最外层电子数。
同一周期从左到右，原子半径逐渐减小，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；同一主族从上到下，原子半径逐渐增大，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
三、元素周期律1、金属性和非金属性的递变规律金属性：元素的金属性越强，其单质与水或酸反应置换出氢气越容易，最高价氧化物对应的水化物碱性越强。
非金属性：元素的非金属性越强，其单质与氢气化合越容易，气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应的水化物酸性越强。
例如，在第三周期中，钠、镁、铝的金属性逐渐减弱，硅、磷、硫、氯的非金属性逐渐增强。
2、化合价规律主族元素的最高正化合价等于其族序数（O、F 除外），最低负化合价＝最高正化合价 8。
四、常见元素的性质1、碱金属元素（Li、Na、K、Rb、Cs）碱金属元素的原子最外层电子数都是 1，化学性质活泼，具有强还原性。
随着原子序数的增大，碱金属元素的原子半径逐渐增大，单质的密度逐渐增大（钾除外），熔沸点逐渐降低。
2、卤族元素（F、Cl、Br、I）卤族元素的原子最外层电子数都是 7，具有强氧化性。
碳族元素知识要点复习题.doc
碳族元素知识要点复习题碳族元素递变性、特性，未知元素性质推导例1:下了关于碳族元素的递变规律不正确的是A自上而下元素的金属性逐渐增强B从上到下气态氢化物的稳定性依次增强C从上到下元素单质颜色逐渐变浅D从上到下元素单质的熔沸点逐渐升高例2：对于碳族元素下列说法不正确的是A自然界中有游离态的碳，没有游离态的硅B从上到下气态氢化物的稳定性依次减弱C除铅外，碳族元素均以+4价化合物较为稳定D只能形成共价化合物，不能形成离子化合物例3：对于碳族元素下列说法不正确的是A碳族元素的金属性比同周期氧族元素的金属性强B碳族元索的单质通常状况下都能导电C自然界中存在碳族元素中某元素的气态氢化物D碳族元素在自然界中都可以游离态存在例4：关于硅的化学性质的叙述中，正确的是A常温时不和任何酸反应B常温时硅与卤素单质均不反应C单质硅比金刚石熔点低D单质硅比碳的非金属性强例5：如果发现114号新元素X,则下列可能具有的性质合理的是A X是非金属元素B X有稳定的纽化物C X的+2价化合物比+4价化合物稳定D X02具有强氧化性例6：下列关于元素的叙述中，能够说明X一定位于IV A族的是A最高正价与最低负价绝对值相等B最高价氧化物的水化物为弱酸C单质晶体是-•种半导体材料D原子最外层有4个电子氧化物性质例1：关于碳和硅的氧化物叙述中，不正确的是A氧化物不一定能跟氢氧化钠反应B氧化物都能溶于水生成相应的酸C最高价氧化物都是相应酸的酸酊D氧化物在常温下不一定是气体例2：关于SiO?和CO?叙述中，不正确的是A都不能和酸反应B都能和碱反应C Si02由原子构成，CO?由分了构成D 都是酸性氧化物同素异形体例1：下列关于C60的叙述不正确的是A是一种新的化合物B与石墨、金刚石都是碳的同素异形体C其中只含有共价键D在空气中燃烧不一定生成C02 例2：能证明金刚石和石墨是同素异形体的正确解释是A两者在一定条件下可以相互转化B两者几乎有相同的熔点C在氧气中充分燃烧都只生成CO? D两者的晶体结构相同例3：根据反应：石墨二金刚石-1.894kJ, nJ'以得出的结论是A石墨比金刚石稳定B金刚石转化为石墨，能量升高C反应为物理变化D此反应为氧化还原反应原子半径、还原性、氧化性、稳定性比较例1：下列各组顺序的排列不正确的是A 原子半径：CVSiVGcVSnB 热稳定性：CHQSiHAGcH.QSnHiC 酸性强弱：H2CO3<H2SiO3<H.PO1 <H；:SO3D 还原性：CHiVSiHjVGeH’VSnHd物质用途例1：下列有关物质的用途错误的是A SiO?制光纤B Si和Gc制半导体C钢化玻璃制汽车窗玻璃D氮化硅陶瓷做导热剂E水玻璃作粘合剂例2：下列有关物质的用途错误的是A高温结构陶瓷可以制作耐酸设备B氧化铝陶瓷不可用于制作耐酸设备C氮化硅陶瓷可以制作轴承D光导纤维可以用于传像、照明Si、Si。
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碳族元素13.1 碳族元素通性周期表中第ⅣA族包括碳（C）、硅（Si）、锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）五种元素，统称碳族元素。
其中碳（C）、硅（Si）是非金属元素，锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）是金属元素。
本族元素基态原子的价电子层结构是ns2np2，主要氧化数+4和+2。
碳原子的价电子层结构是2s22p2，在化合物中一般多显+4，也可显+4到-4之间的任意氧化数。
在化合物中，C能以sp、sp2、sp3杂化轨道相互结合或与其他原子结合。
C-C、C-H、C-O键的键能大，稳定性高，奠定了含碳有机物结构复杂、数量庞大的基础。
硅原子的价电子层结构是3s23p2，化合物中一般显+4价。
Si-Si键不稳定，但硅氧键很稳定，所以硅的化合物中硅氧键占很大比例。
锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）中，随着原子序数的增大，稳定氧化态逐渐由+4变为+2，这是由于ns2电子对随n的增大逐渐稳定的结果。
锡一般以+2价的形式存在于离子化合物中。
铅则以+4价氧化态的形式存在于共价化合物和少数离子型化合物中。
+4价的铅由于惰性电子对效应，具有很强的氧化性。
碳主要以煤、石油、天然气等有机物存在。
硅主要以硅酸盐的形式存在于土壤和泥沙中，自然界也存在石英矿。
碳、硅在地壳中的丰度分别为0.023%，25.90%，碳是组成生物界的主要元素，硅是组成地球矿物界的主要元素。
硅在地壳中的含量仅次于氧，分布很广。
硅有很强的亲氧性，自然界中基本不存在游离态的硅，一般以硅的含氧化合物，如SiO2、硅酸盐等形式存在。
锗、锡、铅主要以硫化物和氧化物的形式存在。
13.2 碳及其化合物单质碳有三种同素异形体金刚石、石墨、和球碳。
金刚石：具有四面体结构。
每个碳以sp3杂化，与相邻四个碳原子结合成键，是典型原子晶体。
金刚石晶体中碳碳键很强，所有价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子金刚石硬度最大，在所有单质中熔点最高，而且不导电。
主要用于制造钻探用钻头和磨削工具，它还用于制作首饰等高档装饰品。
石墨：具有层状结构。
层内每个碳原子都是以sp2杂化轨道与相邻的的3个碳原子形成σ单键。
每个碳原子均余下1个p轨道，在同层中与相邻碳原子的p轨道相互平行重叠，形)。
大π键中的电子可以在同一成1个垂直于σ键所在平面的m中心m电子的离域π键(m m平面层中“流动”，所以石墨具有良好的导电性和导热性。
石墨的层与层之间的距离较大（335 pm），结合力相当于范德华力，易于滑动、故石墨质软且具有润滑性。
石墨在工业上用途广泛，可以用它制电极和高温热电偶、坩埚、冷凝器等化工设备、润滑剂、颜料、铅笔芯、火箭发动机喷嘴和宇宙飞船及导弹的某些部件等。
在核反应堆中作中子减速剂及防射线材料等。
石墨和金刚石的大量工业用品是人工制造的。
人造石墨可用石油，焦炭，加煤焦油或沥青，成型烘干后在真空电炉中加热到3273 K左右制得。
工业上一般以Ni-C r-Fe合金等为催化剂，在1.52×106~6×106kPa和1500~2000K 下，将石墨转变为金刚石。
球碳:是一大类由碳原子组成的呈现封闭的多面体形的圆球形或椭球形结构的碳单质的总称。
主要有C60、C70和C84等。
C60是由60个碳原子相互联结的一种近似圆球的分子，又被称为“富勒烯”或“巴基球”。
C60和1985年后相继发现的C24、C120、C180…等碳原子组成的分子一样，是碳单质的新的存在形式C60分子中每个碳原子与周围3个碳原子相连，形成3个σ键并参与组成2个六元环和一个五元环。
碳原子杂化轨道介于sp2（石墨）和sp3（金刚石）之间，分子中有一个π6060。
C60等碳原子簇的发现，对物理学、电子学、材料学、生物学、医药科学等领域产生了广泛的影响，且在理论研究和应用方面显示出了广阔的前景。
碳的氧化物碳可以形成三种氧化物：一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）和次氧化碳（C3O2）,前两种氧化物比较重要。
1一氧化碳CO与N2、CN-、NO+等是等电子体，结构相似，分子中也有三重键即一个σ键与两个π键。
但与N2分子不同的是：其中一个π键是配键，其电子来源于氧原子。
这个配键在一定程度上抵消了因碳氧间电负性差所造成的极性，而且碳原子略显负电，比较容易向其他有空轨道的原子提供电子对. CO的分子轨道式碳在空气中不充分的燃烧，或用酸脱水可以得到CO:2CO+O2=2COHCOOH(浓H2SO4)=H2O+COCO是无色无味的气体，不与水作用，有剧毒。
CO有强还原性，在加热下，它同硫反应生成硫氧化碳，同氯气反应（光或铂催化）生成二氧化碳或光气。
在高温下CO能还原许多金属氧化物，例如：CuO+CO=CO2+CuFe2O3+3CO=3CO2+2Fe这种还原作用在冶金工业中起着很重要的作用。
CO在常温下也能还原溶液中的金属化合物，例如它同溶液中的氯化钯反应，CO+PdCl2+H2O=CO2+Pd+2HCl产生的金属钯成为黑色的微细分散的沉淀物析出，可以利用这个反应检查CO的存在。
2 二氧化碳CO2是无色无味的气体，无毒，大量吸入可令人窒息。
空气中二氧化碳的体积分数是0.03%，人呼出的气体中二氧化碳的体积分数约为4%。
CO2在5.2atm、-56.6℃时可冷凝为雪花状的固体，称为干冰。
CO2可溶于水，常温下饱和CO2溶液的浓度为0.03~0.04mol·dm-3。
在CO 2分子中，碳原子与氧原子生成四个键，两个σ键和两个大π键（即离域π键）。
CO 2为直线型分子。
碳原子上两个未杂化成键的p 轨道同氧原子的p 轨道肩并肩地发生重叠，由于π电子的高离域性，使CO 2中的碳氧键（键长=116pm ）处于双键C=O （键长=122pm ）和叁键C ≡O （键长=110pm ）之间。
CO 2没有极性。
在CO2溶液中加碱有利于CO2的溶解，因为生成了碳酸盐：H2CO3(g)+2NaOH()=Na2CO(3aq)+2H2O(l)CO2(g)+2OH –(aq)=CO ²3（aq ）+H2O(l)因此常用NaOH 的浓溶液或固态NaOH 颗粒作为CO2的吸收剂。
CO2不助燃，可用于灭火，但不能扑灭燃着的镁，因为它可与镁反应：CO2+2Mg=2MgO+CCO2通入石灰水中生成白色沉淀：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O此反应可鉴定CO2。
工业CO2主要来源于碳酸盐的分解。
实验室可用碳酸钙与盐酸反应来制备少量CO2。
碳酸及其盐碳酸CO 2在水中的溶解度不大。
溶解的CO 2很少一部分与H 2O 反应而生成H 2CO 3，大部分CO 2以水合状态存在.。
H 2CO 3很不稳定，它是二元酸。
第一级电离： H 2CO 3 ==== H ++HCO 3- K 1 =2.4×10-4第二级电离： HCO -3 ==== H + +CO 32- K 2 = 4.69×10-11 O CO碳酸盐（1）HCO-3与CO32-的结构在碳酸根与碳酸根离子中，碳原子均以sp2杂化轨道与三个氧原子的p轨道形成σ键，它的另一个p轨道与氧原子的p轨道形成π键，离子为平面三角形结构。
（2）碳酸盐的性质：溶解性：所有碳酸氢盐都溶于水。
正盐中只有铵盐和碱金属盐溶于水。
若正盐易溶，则相应的酸式盐在水中的溶解度比正盐的溶解度小，这同HCO33-离子在它们的晶体中通过氢键结合成链有关。
若正盐难溶，则酸式盐的溶解度比正盐的溶解度大。
自然界有许多碳酸盐矿石，大理石、石灰石、方解石以及珍珠、珊瑚、贝壳等的主要成分都是CaCO3。
白云石、菱镁矿含有MgCO3。
地表层的碳酸盐矿石在CO2和水的长期侵蚀下可以部分地转变为Ca(HCO3)2而溶解。
所以天然水中CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2Ca(HCO3)2，它经过长期的自然分解、受热及CO2分压的降低，又析出CaCO3。
这是自然界中钟乳石和石笋的成因，也是暂时硬水(含HCO3-及Ca2+和Mg2+)软化的原理。
水解性：碳酸盐和碳酸氢盐都能水解。
在金属盐类（碱金属和NH 4盐除外）的水溶液中加入可溶性碳酸盐，产物可能是碳酸盐、碱式碳酸盐或氢氧化物。
如果金属离子不水解，如Ca2+、Ba2+将得到碳酸盐。
如果金属离子的水解性极强，其氢氧化物的溶度积又小，如Al3+、Cr3+和Fe3+等，将得到氢氧化物。
2 Cr3+ +3 CO32- + 3 H2O = 2 Cr(OH)3↓+ 3 CO2↑有些金属离子如Cu2+、Zn2+、Pb2+和Mg2+等，其氢氧化物和碳酸盐的溶解度相差不多，则可能得到碱式盐。
2 Cu2+ + 2 CO32- + H2O＝Cu2(OH)2CO3↓+ CO2↑热稳定性：碳酸盐受热分解的难易程度与阳离子的极化作用有关。
阳离子对CO-23离子产生反极化作用，使CO-23不稳定以致于分解。
阳离子的极化作用越大，碳酸盐就越不稳定。
一般来说，酸式碳酸盐的热稳定性均比相应的正盐稳定性差。
因为氢离子虽只带一个正电荷，但半径极小，电荷密度极大，反极化作用特别大。
13.3 硅及其化合物单质单质硅有无定型与晶体两种，晶体硅结构与金刚石相同，属原子晶体，熔沸点较高，硬而脆，呈灰色，有金属光泽。
单质硅加热条件下能同单质如卤素、氮、碳等非金属作用，也能同某些金属如镁、钙、铁、铂等作用生成硅化物。
它不溶于一般的无机酸中，但能溶解在碱溶液中，并放出氢气。
Si(s)+2NaOH(aq)=NaSiO3(aq)+2H2(g)在炽热温度下，硅能同水蒸气发生作用Si(s)+2H2O(g)=SiO2(s)+2H2(g)以上反应都反映了硅同氧有很强的亲和力。
硅在空气中燃烧能直接生成二氧化硅并放出大量热。
二氧化硅二氧化硅是无色晶体，硅和氧原子以SiO4四面体的形式相互连接，属原子型晶体因此性质和二氧化碳的差异很大。
二氧化硅的熔沸点分别为（1713+_5）℃、2950℃，难溶于普通酸，但能溶于热碱和HF溶液中：SiO2+ 2NaOH == Na2SiO3+ H2OSiO2 + 6HF ==H2SiF6+ 2H2O因此，玻璃容器不能盛放浓碱溶液和氢氟酸。
硅酸及其盐1、硅酸和硅凝胶简单的硅酸是正硅酸H4SiO4〔Si(OH)4〕。
在室温下将细的无定形的二氧化硅放在水中不断搅动至平衡，可以得到一种含0.01% Si(OH)4的稀溶液：SiO2+2H2O= Si(OH)4用冷的稀酸同可溶的正硅酸盐作用，可以得到较浓(过饱和的)的正硅酸盐溶液：SiO44- +4H+= Si(OH)4四氯化硅水解也可以得到正硅酸的水溶液。
硅酸是一种弱酸（K1=3.0X10-10，K2=2X10-12),它的盐在水溶液中有显著地水解作用。
正硅酸在Ph=2~3的范围内是稳定的，不过若将饱和的Si(OH)4溶液长期放置，有时会生成无定形的二氧化硅沉淀相。