一、碳
元素名稱：碳。
元素符號：C。
原子序數：6。
在周期表中的位置：第二周期ⅣA族。
電子排布式：[He]2s22p2。
1.碳單質
化學式：C。
分類：非金屬單質。
同素異形體：金剛石、石墨、C60（足球烯）、C70。
金剛石：原子晶體、空間立體網狀結構：。
石墨：原子晶體、層狀結構。
C60（足球烯）：分子晶體、12個正五邊形和20個正六邊形、超導體。
C70：分子晶體。
化學性質：
①非金屬單質的通性：
與非金屬單質反應：
與氧氣反應：2C + O2(少量) =點燃=2CO。C + O2(足量) =點燃= CO2。
②還原性：
與二氧化碳反應：C + CO2 =點燃= 2CO。
與氧化鐵反應：2Fe2O3 + 3C =高溫= 4Fe + 3CO2↑。
與四氧化三鐵反應：Fe3O4 + 2C =高溫= 3Fe + 2CO2↑。
與氧化銅反應：2CuO + C =高溫= 2Cu + CO2↑。
2.一氧化碳
化學式：CO。
分類：不成鹽氧化物。
物理性質：無色無味氣體，密度略小於空氣，難溶於水。
收集方法：排水法。
化學性質：
①還原性：
與氧氣反應：2CO + O2 =點燃= 2CO2。
與氧化鐵反應：Fe2O3 + 3CO =高溫= 2Fe + 3CO2。
與四氧化三鐵反應：Fe3O4 + 4CO =高溫= 3Fe + 4CO2。
與氧化銅反應：CuO + CO =△= Cu + CO2。
與氯化鈀反應：CO + H2O + PdCl2 = Pd↓ + 2HCl + CO2（檢驗一氧化碳）。
檢驗一氧化碳：將濕潤的氯化鈀試紙靠近導管口，若濕潤的氯化鈀試紙變黑，則證明有一氧化碳。
與五氧化二碘反應：5CO + I2O5 = I2 + 5CO2（合成氨工業測定合成氣中一氧化碳的含量）。
②配合性：
與氯化亞銅反應：CuCl + CO + H2O = Cu(CO)Cl·H2O。
與鎳單質反應：Ni + 4CO = Ni(CO)4。
3.二氧化碳
化學式：CO2。
二氧化碳固體（俗名：干冰）。
分類：酸性氧化物。
物理性質：無色無味氣體，密度大於空氣，能溶於水（1:2）。
收集方法：向上排空氣法。
化學性質：
①酸性氧化物的通性：
與水反應：H2O + CO2 ⇌ H2CO3。
與鹼性氧化物反應：
與氧化鈉反應：Na2O + CO2 = Na2CO3。
與氧化鈣反應：CaO + CO2 = CaCO3。
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應：CO2(少量) + 2NaOH = Na2CO3 + H2O。Na2CO3 + H2O + CO2 = 2NaHCO3。CO2(足量) + NaOH = NaHCO3。
與氫氧化鈣反應：CO2(少量) + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O（檢驗二氧化碳）。CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2。2CO2(足量) + Ca(OH)2 = Ca(HCO3)2。
②氧化性：
與鎂單質反應： 2Mg + CO2 =點燃= 2MgO + C。
檢驗二氧化碳：①將氣體通入澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，則證明是二氧化碳。②將濕潤的藍色石蕊試紙放到導管口，若濕潤的藍色石蕊試紙變紅，則證明是二氧化碳。
4.碳酸鹽
物理性質：溶解性：除碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銣、碳酸銫、碳酸銨易溶於水外難溶於水。
化學性質：
①水解反應：
①溶解性：碳酸鹽 < 氫氧化物，生成碳酸鹽。例：鈣離子、鍶離子、鋇離子、銀離子。例：Ca2+ + CO32- = CaCO3↓。
②溶解性：碳酸鹽 = 氫氧化物，生成鹼式碳酸鹽。例：鎂離子、鋅離子、亞鉛離子、銅離子。例：2Cu2+ + 2CO32- + 2H2O = Cu2(OH)2CO3↓ + CO2↑。
③溶解性：碳酸鹽 > 氫氧化物，生成氫氧化物。例：鋁離子、鉻離子、亞錫離子、鐵離子。例：2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑。
5.碳酸氫鹽
難溶碳酸鹽：溶解性：碳酸鹽 < 碳酸氫鹽。
易溶碳酸鹽：溶解性：碳酸鹽 > 碳酸氫鹽（碳酸氫根離子：分子間氫鍵，二聚/多聚，鏈狀離子）。
二、硅
元素名稱：硅。
元素符號：Si。
原子序數：14。
在周期表中的位置：第三周期ⅣA族。
電子排布式：[Ne]3s23p2。
含量：2。
存在形式：化合態。
1.硅單質
化學式：Si。
分類：非金屬單質。
物理性質：灰黑色固體，具有金屬光澤，難溶於水，硬而脆，熔點高，半導體。
化學性質：
①非金屬單質的通性：
與非金屬單質反應：
與氟氣反應：Si + 2F2 =△= SiF4。
與氧氣反應：Si + O2 =高溫= SiO2。
與氯氣反應：Si + 2Cl2 =高溫= SiCl4。
與氫氣反應：Si + 2H2 ⇌高溫⇌ SiH4。
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應：Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑。
②與酸反應：
與氫氟酸反應：Si + 4HF = SiF4↑ + 2H2↑。
2.二氧化硅
化學式：SiO2。
存在形式：沙子（不純）、石英（不純）、水晶（較純）、瑪瑙（較純）、硅石（純）。
分類：酸性氧化物。
物理性質：無色固體，難溶於水，硬度大，熔點高，絕緣體。
化學性質：
①酸性氧化物的通性：
與鹼性氧化物反應：
與氧化鈉反應：Na2O + SiO2 =高溫= Na2SiO3。
與氧化鈣反應：CaO + SiO2 =高溫= CaSiO3。
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應：SiO2(少量) + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O。SiO2(足量) + NaOH = NaHSiO3 + H2O。
②與酸反應：
與氫氟酸反應：SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O。
③氧化性：
與鎂單質反應：SiO2 + 2Mg =高溫= Si + 2MgO。
與碳單質反應：SiO2 + 2C =高溫= Si + 2CO↑。
工業制粗硅：SiO2 + C =高溫= Si + 2CO↑。
工業制純硅：SiO2 + C =高溫= Si(粗) + 2CO↑。Si(粗) + 2Cl2 =高溫= SiCl4。SiCl4 + 2H2 =高溫= Si(純) + 4HCl。
實驗室制硅：SiO2 + 2Mg =高溫= Si + 2MgO。
3.硅酸鹽
Na2SiO3的水溶液（俗名：水玻璃）。
鎂橄欖石（Mg2SiO4）（2MgO·SiO2）。
4.硅橡膠
（R = 甲基、乙基、乙烯基、苯基）。
三、鍺
元素名稱：鍺。
元素符號：Ge。
原子序數：32。
在周期表中的位置：第四周期ⅣA族。
電子排布式：[Ar]3d104s24p2。
1.鍺單質
化學式：Ge。
分類：兩性金屬單質。
化學性質：
①兩性金屬單質的通性：
與非金屬單質反應：
與氧氣反應：Ge + O2 =高溫= GeO2。
與氯氣反應：Ge + 2Cl2 =高溫= GeCl4。
與溴單質反應：Ge + 2Br2 =高溫= GeBr4。
與碘單質反應：Ge + 2I2 =高溫= GeI4。
與硫單質反應：Ge + S =高溫= GeS。
②還原性：
與過氧化氫反應：Ge + H2O2(少量) =△= GeO + H2O。Ge + 2H2O2(足量) =△= GeO2 + 2H2O。
與氧化鍺/二氧化鍺反應：Ge + GeO2 =高溫= 2GeO。
與稀硝酸反應：3Ge + 4HNO3(稀) = 3GeO2 + 4NO↑ + 2H2O。
與熔融氫氧化鈉反應：Ge + 4NaOH(熔融) =高溫= Na2O + Na2GeO3 + 2H2↑。
與次氯酸鈉反應：Ge + 2NaClO =△= 2NaCl + GeO2。
2.氧化亞鍺/一氧化鍺
化學式：GeO。
分類：兩性氧化物。
物理性質：黑色針狀固體，難溶於水。
化學性質：
①氧化性：
與氫氣反應：GeO + H2 =高溫= Ge + H2O。
②還原性：
與氧氣反應（類比C）：2GeO + O2 =高溫= 2GeO2。
與過氧化氫反應：GeO + H2O2 =△= GeO2 + H2O。
3.氧化鍺/二氧化鍺
化學式：GeO2。
分類：兩性氧化物。
物理性質：白色固體，微溶於水。
化學性質：
①兩性氧化物的通性：
與水反應（類比CO2）：GeO2 + H2O = H2GeO3。
與酸反應：
與稀鹽酸反應：GeO2 + 4HCl = GeCl4 + 2H2O。
與稀硫酸反應：GeO2 + 2H2SO4 = Ge(SO4)2 + 2H2O。
與稀硝酸反應：GeO2 + 4HNO3 = Ge(NO3)4 + 2H2O。
與氫氟酸反應（類比SiO2）：GeO2 + 6HF = H2[GeF6] + 2H2O。
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應（類比SiO2）：GeO2 + 2NaOH = Na2GeO3 + H2O。
②氧化性：
與鍺單質反應（類比C）：Ge + GeO2 =高溫= 2GeO。
與氫氣反應（類比SiO2）：GeO2 + H2 =高溫= GeO + H2O。GeO2 + 2H2 =高溫= Ge + 2H2O。
與鋅和稀硫酸反應：GeO2 + 4Zn + 4H2SO4 =△= GeH4↑ + 4ZnSO4 + 2H2O。
4.鍺鹽
化學性質：
①水解反應：GeCl4 + 2H2O = GeO2 + 4HCl。
②與酸反應：
與氫硫酸反應：Ge(SO4)2 + 2H2S = GeS2↓ + 2H2SO4。
③GeS2 + 3O2 =高溫= GeO2 + 2SO2。
六氯化二鍺（Ge2Cl6）：Ge：+3。
5.鍺酸鹽
化學性質：
①鹽的通性：
與酸反應：
與稀鹽酸反應（類比碳酸鹽）：Na2GeO3 + 2HCl(少量) = 2NaCl + H2O + GeO2。Na2GeO3 + 6HCl(足量) = 2NaCl + GeCl4 + 3H2O。
與稀硫酸反應（類比碳酸鹽）：Na2GeO3 + H2SO4 (少量) = Na2SO4 + H2O + GeO2。Na2GeO3 + 3H2SO4(足量) = Na2SO4 + Ge2(SO4)3 + 3H2O。
與稀硝酸反應（類比碳酸鹽）：Na2GeO3 + 2HNO3(少量) = 2NaNO3 + H2O + GeO2。Na2GeO3 + 6HNO3(足量) = 2NaNO3 + Ge(NO3)4 + 3H2O。
鍺酸鉍（Bi4Ge3O12）（BGO）：Bi：+3。Ge：+4。
6.有機鍺化合物
鍺烷的通式：GenH2n+2。
甲鍺烷（GeH4）：GeH4 + 2AgNO3 =△= Ge↓ + 2Ag↓ + H2↑ + 2HNO3。
四甲基鍺[(CH3)4Ge]。
四乙基鍺[(CH3CH2)4Ge]。
異丁基鍺烷[(CH3)2CHCH2GeH3]。
檢驗鍺：①取少量待測樣品於試管中，加入足量酸溶解，加入少量稀硝酸，加入少量仲鉬酸銨溶液，若溶液變為金黃色（鍺鉬酸：H4GeMo12O40），則證明有鍺。②取少量待測樣品於試管中，加入足量稀硫酸溶解，通入足量硫化氫，若產生白色沉淀（硫化鍺/二硫化鍺：GeS2），則證明有鍺。
四、錫
元素名稱：錫。
元素符號：Sn。
原子序數：50。
在周期表中的位置：第五周期ⅣA族。
電子排布式：[Kr]4d105s25p2。
1.錫單質
化學式：Sn。
分類：兩性金屬單質。
同素異形體：灰錫（α型）（粉末狀固體） -286K-> 白錫（β型） -434K-> 脆錫（γ型）。
錫疫：錫在低溫下自毀。
化學性質：
①兩性金屬單質的通性：
與非金屬單質反應：
與氧氣反應：Sn + O2 =△= SnO2。
與氯氣反應：Sn + 2Cl2 =△= SnCl4。
與溴單質反應：Sn + 2Br2 =△= SnBr4。
與碘單質反應：Sn + 2I2 =△= SnI4。
與硫單質反應：Sn + S =△= SnS。
與酸反應：
與濃鹽酸反應（類比Fe）：Sn + 2HCl(濃) =△= SnCl2 + H2↑。
與稀氫溴酸反應（類比Fe）：Sn + 2HBr =△= SnBr2 + H2↑。
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應（類比Si）：Sn + 2NaOH + H2O = Na2SnO3 + 2H2↑。
與鹽反應：
與氯化鐵反應：Sn + 4FeCl3 = SnCl4 + 4FeCl2。
②還原性：
與稀硝酸反應（類比Ge）：3Sn + 4HNO3(稀) = 3SnO2 + 4NO↑ + 2H2O。
2.氧化亞錫/一氧化錫
化學式：SnO。
分類：兩性氧化物（鹼性 > 酸性）。
物理性質：藍黑色固體，難溶於水。
化學性質：
①兩性氧化物的通性：
與酸反應：
與稀鹽酸反應（類比CuO）：SnO + 2HCl =△= SnCl2 + H2O。
與稀硫酸反應（類比CuO）：SnO + H2SO4 = SnSO4 + H2O。
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應：SnO + 2NaOH = Na2SnO2 + H2O。
②還原性：
與氧氣反應：2SnO + O2 =△= 2SnO2。
3.氧化錫/二氧化錫
化學式：SnO2。
分類：兩性氧化物（酸性 > 鹼性）。
物理性質：白色固體，難溶於水。
化學性質：
①兩性氧化物的通性：
與酸反應：
與稀鹽酸反應：SnO2 + 4HCl = SnCl4 + 2H2O。
與稀硫酸反應：SnO2 + 2H2SO4 = Sn(SO4)2 + 2H2O。
與稀硝酸反應：SnO2 + 4HNO3 = Sn(NO3)4 + 2H2O。
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應：SnO2 + 2NaOH = Na2SnO3 + H2O。
4.氫氧化亞錫
化學式：Sn(OH)2。
分類：兩性氫氧化物（鹼性 > 酸性）。
物理性質：白色固體，難溶於水。
化學性質：
①兩性氫氧化物的通性：
與酸反應：
與稀鹽酸反應:Sn(OH)2 + 2HCl = SnCl2 + H2O。
與稀硫酸反應:Sn(OH)2 + H2SO4 = SnSO4 + H2O。
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應：Sn(OH)2 + 2NaOH = Na2SnO2 + 2H2O。
5.氫氧化錫
化學式：Sn(OH)4。
分類：兩性氫氧化物（酸性 > 鹼性）。
物理性質：白色固體，難溶於水。
化學性質：
①兩性氫氧化物的通性：
與酸反應：
與稀鹽酸反應：Sn(OH)4 + 4HCl = SnCl4 + 4H2O。
與稀硫酸反應：Sn(OH)4 + 2H2SO4 = Sn(SO4)2 + 4H2O。
與稀硝酸反應：Sn(OH)4 + 4HNO3 = Sn(NO3)4 + 4H2O。
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應：Sn(OH)4 + 2NaOH = Na2SnO3 + 3H2O。
6.亞錫鹽
化學性質：
①鹽的通性：
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應：SnCl2 + 2NaOH(少量) = Sn(OH)2↓ + 2NaCl。SnCl2 + 4NaOH(足量) = Na2SnO2 + 2NaCl + 2H2O。
②還原性：
與二氧化硫反應：6SnCl2 + 2SO2 + 8HCl = SnS2↓ + 5SnCl4 + 4H2O。
與氯化汞反應：SnCl2(少量) + 2HgCl2 = Hg2Cl2↓ + SnCl4。SnCl2(足量) + HgCl2 = Hg↓ + SnCl4。
與氯化亞汞反應：SnCl2 + Hg2Cl2 = 2Hg↓ + SnCl4。
檢驗亞錫離子：白加黑反應。
7.錫鹽
化學性質：
①鹽的通性：
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應：SnCl4 + 4NaOH(少量) = Sn(OH)4↓ + 4NaCl。SnCl4 + 6NaOH(足量) = Na2SnO3 + 4NaCl + 3H2O。
五、鉛
元素名稱：鉛。
元素符號：Pb。
原子序數：82。
在周期表中的位置：第六周期ⅣA族。
電子排布式：[Xe]4f145d106s26p2。
1.鉛單質
化學式：Pb。
分類：金屬單質。
化學性質：
①金屬單質的通性：
與非金屬單質反應：
與氧氣反應：2Pb + O2 =△= 2PbO。
與氯氣反應：Pb + Cl2 =△= PbCl2。
與溴單質反應：Pb + Br2 =△= PbBr2。
與碘單質反應：Pb + I2 =△= PbI2。
與硫單質反應：Pb + S =△= PbS。
與酸反應：
與濃鹽酸反應（類比Fe）：Pb + 2HCl(濃) =△= PbCl2 + H2↑。
與稀高氯酸反應（類比Fe）：Pb + 2HClO4 == Pb(ClO4)2 + H2↑。
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應：Pb + 2NaOH + H2O = Na2PbO3 + 2H2↑。
②還原性：
與稀硝酸反應（類比Cu）：3Pb + 8HNO3(稀) = 3Pb(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O。
與過氧化氫反應：Pb + H2O2 = PbO + H2O。
2.氧化亞鉛/一氧化鉛
化學式：PbO。
分類：兩性氧化物（鹼性 > 酸性）。
物理性質：黃色固體，難溶於水。
化學性質：
①兩性氧化物的通性：
與酸反應：
與稀鹽酸反應：PbO + 2HCl = PbCl2 + H2O。
與稀硫酸反應：PbO + H2SO4 = PbSO4 + H2O。
與稀硝酸反應：PbO + 2HNO3 = Pb(NO3)2 + H2O。
與稀醋酸反應：PbO + 2CH3COOH = (CH3COO)2Pb + H2O。
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應：PbO + 2NaOH = Na2PbO2 + H2O。
3.氧化鉛/二氧化鉛
化學式：PbO2。
分類：兩性氧化物（酸性 > 鹼性）。
物理性質：褐色固體，難溶於水、稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、濃硝酸，易溶於濃鹽酸、濃硫酸。
化學性質：
①兩性氧化物的通性：
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應（類比CO2）：PbO2 + 2NaOH = Na2PO3 + H2O。
②氧化性：
與碳單質反應：PbO2 + C =高溫= Pb + CO2。
與濃鹽酸反應（類比MnO2）：PbO2 + 4HCl(濃) = PbCl2 + Cl2↑ + 2H2O。
4.四氧化三鉛
化學式：Pb3O4（2PbO·PbO2）。
俗名：鉛紅、鉛丹、紅丹。
分類：混合氧化物。
物理性質：鮮紅色固體，難溶於水。
化學性質：
①與酸反應：
與稀硝酸反應：Pb3O4 + 4HNO3 = PbO2↓ + 2Pb(NO3)2 + 2H2O。
5.氫氧化亞鉛
化學式：Pb(OH)2。
分類：兩性氫氧化物（鹼性 > 酸性）。
化學性質：
①兩性氫氧化物的通性：
與酸反應：
與稀鹽酸反應：Pb(OH)2 + 2HCl = PbCl2 + H2O。
與稀硫酸反應：Pb(OH)2 + H2SO4 = PbSO4 + H2O。
與稀硝酸反應：Pb(OH)2 + 2HNO3 = Pb(NO3)2 + H2O。
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應：Pb(OH)2 + 2NaOH = Na2PbO2 + 2H2O。
6.氫氧化鉛
化學式：Pb(OH)4。
分類：兩性氫氧化物（酸性 > 鹼性）。
化學性質：
①兩性氫氧化物的通性：
與酸反應：
與稀鹽酸反應：Pb(OH)4 + 4HCl = PbCl4 + 4H2O。
與稀硫酸反應：Pb(OH)4 + 2H2SO4 = Pb(SO4)2 + 4H2O。
與稀硝酸反應：Pb(OH)4 + 4HNO3 = Pb(NO3)4 + 4H2O。
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應：Pb(OH)4 + 2NaOH = Na2PbO3 + 3H2O。
7.亞鉛鹽
物理性質（PbSO4）：白色固體，難溶於水，易溶於濃硫酸、飽和醋酸銨溶液。
化學性質：
①鹽的通性：
與酸反應：
與濃硫酸反應：PbSO4 + H2SO4 = Pb(HSO4)2。
與鹼反應：
與氫氧化鈉反應：PbCl2 + 2NaOH(少量) = Pb(OH)2↓ + 2NaCl。PbCl2 + 4NaOH = Na2PbO2 + 2NaCl + 2H2O。
與鹽反應：
與醋酸銨反應：PbSO4 + 3CH3COONH4 = NH4[Pb(CH3COO)3] + (NH4)2SO4。
與氟化鉀反應：(CH3COO)2Pb + 2KF = PbF2↓ + 2CH3COOK。
與溴化鋰反應：PbBr2 + 2LiBr = Li2[PbBr4]。
酸性：SiO2 < GeO2。Si(OH)4 < Ge(OH)4。