碳族元素中,硅的丰度最大,仅次于氧;碳、硅都是地壳中的常量元素;锡、铅的丰度较小,但矿藏集中,易于开采和冶炼,因而其历史也较为长久;锗属于稀散型稀有金属,矿藏极少;鈇主要是人工合成。
主条目: 元素周期律
碳族元素表现出一定的周期性,从上到下,元素的金属性增强,非金属性减弱,+4价化合物稳定性降低,+2价化合物稳定性提高,铅(Ⅱ)化合物稳定性高于铅(Ⅳ)。
相似性
·最外层都有4个电子,化合价主要有+4和+2,易形成 共价化合物。
·气态氢化物的通式:RH4
·最高价氧化物对应的水化物通式为H2RO3或R(OH)4
递变性
·+2价化合物主要氧化态稳定性逐渐 增大,+4价化合物主要氧化态稳定性逐渐减小
·熔沸点降低,单质密度逐渐增大
·金属性增强,非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性减弱,氢化物的稳定性减弱
主条目: 对角线规则
硅与ⅢA族的硼在周期表中处于对角线位置,表现出特有的对角线规则。
碳可以跟浓硫酸、硝酸反应,被氧化成二氧化碳,不与盐酸作用。硅不跟盐酸、硫酸、硝酸作用,只与氢氟酸反应。锗不和稀盐酸、稀硫酸反应,但能被浓硫酸、浓硝酸氧化。锡和稀盐酸、稀硫酸反应,生成低价锡(Ⅱ)的化合物;跟浓H2SO4、浓HNO3反应生成高价锡(Ⅳ)的化合物。铅跟盐酸、硫酸、硝酸都能反应被氧化成亚铅离子。碳族元素中跟碱溶液反应的有硅和锡,它们既表现出金属性又表现出非金属性。碳族元素在加热时都能跟氧反应,被氧化成二氧化碳、二氧化硅和氧化亚铅等。碳族元素跟硫、氯共热生成相应的高价氯化物和硫化物,铅则生成铅(Ⅱ)化合物。碳、硅跟金属共热生成碳化物和硅化物,锡、铅与金属形成合金。都不能直接与氢化合,其氢化物是间接制得的。
C + O₂——→CO₂
2C + O₂——→ 2CO
2CO + O₂——→2CO₂
C+ 2CuO ——→2Cu + CO₂↑
3C+ 2Fe2O₃——→4Fe + 3CO₂↑
CO+ CuO——→Cu + CO₂
3CO+ Fe2O₃——→2Fe + 3CO₂
2NaOH + CO₂——→Na2CO₃+ H2O
2NaOH + SO₂——→Na2SO₃+ H2O
2NaOH + SO₃——→Na2SO₄+ H2O
Ca(OH)₂ + CO₂——→CaCO₃ ↓+ H2O
Ca(OH)₂+ SO₂——→CaSO₃↓+ H2O
CO₂+ H2O——→H2CO₃
C+ H2O——→CO + H₂(生成水煤气)
C+CO₂——→2CO
2C+ SiO₂——→2CO↑ + Si
Si +O₂——→SiO₂
2F₂+ Si——→SiF₄
Si + 4HF——→SiF₄↑+2H₂↑
Si+2NaOH+ H2O——→Na2SiO₃+2H₂↑
SiO2+2NaOH——→Na2SiO₃+H2O
SiO2+ 4HF——→SiF₄+2H2O
CaO+ SiO₂——→CaSiO₃
SiO₂+ Na2CO₃——→Na2SiO₃+ CO₂
SiO₂+ CaCO₃——→CaSiO₃+ CO₂↑
Na2SiO₃+ 2HCl——→2 NaCl+ H2SiO₃↓
Na2SiO₃+H2O +CO₂——→Na2CO₃+ H2SiO₃↓
· 硼族元素( )
· 氮族元素( )