標籤:元素周期律

碳族元素(Carbon group)指的是元素周期表ⅣA族的所有元素,包括碳(C)、硅(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)、uuq(Fl)五種。它們電子排布相似,有4個價電子。碳、硅是非金屬,鍺是金屬元素,但金屬性較弱,錫和鉛是更為典型的金屬元素,uuq系人工合成。碳族元素在分佈上差異很大,碳和硅在地殼有廣泛的分佈;錫、鉛也較為常見,鍺的含量則十分稀少,屬於稀散型稀有金屬。碳是碳循環的核心元素,以二氧化碳、碳酸鹽和有機物的形式存在,硅以二氧化硅和硅酸鹽為主,鍺、錫、以二氧化物存在,鉛以硫化物居多。

1分佈

碳族元素中,硅的丰度最大,僅次於氧;碳、硅都是地殼中的常量元素;錫、鉛的丰度較小,但礦藏集中,易於開採和冶鍊,因而其歷史也較為長久;鍺屬於稀散型稀有金屬,礦藏極少;鈇主要是人工合成。

2元素性質

硅的特殊性
主條目:對角線規則
硅與ⅢA族的硼在周期表中處於對角線位置,表現出特有的對角線規則。

3化學性質

碳可以跟濃硫酸、硝酸反應,被氧化成二氧化碳,不與鹽酸作用。硅不跟鹽酸、硫酸、硝酸作用,只與氫氟酸反應。鍺不和稀鹽酸、稀硫酸反應,但能被濃硫酸、濃硝酸氧化。錫和稀鹽酸、稀硫酸反應,生成低價錫(Ⅱ)的化合物;跟濃H2SO4、濃HNO3反應生成高價錫(Ⅳ)的化合物。鉛跟鹽酸、硫酸、硝酸都能反應被氧化成亞鉛離子。碳族元素中跟鹼溶液反應的有硅和錫,它們既表現出金屬性又表現出非金屬性。碳族元素在加熱時都能跟氧反應,被氧化成二氧化碳、二氧化硅和氧化亞鉛等。碳族元素跟硫、氯共熱生成相應的高價氯化物和硫化物,鉛則生成鉛(Ⅱ)化合物。碳、硅跟金屬共熱生成碳化物和硅化物,錫、鉛與金屬形成合金。都不能直接與氫化合,其氫化物是間接製得的。

4化學反應

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(生成水煤氣)
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↓

5參見

·硼族元素(Boron group
·氮族元素(Nitrogen group
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