Nhóm cacbon gồm có các nguyên tố Cacbon ( C ), Silic ( Si ), Germani ( Ge ), thiếc ( Sn ) và chì ( Pb ). Chúng đều thuộc nhóm các nguyên tố p.
1. Cấu hình electron nguyên tử
Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử (ns2np2) có 4 electron:
Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử của các nguyên tố nhóm cacbon có 2 electron độc thân, do đó một trong số hợp chất chúng có thể tạo thành 2 liên kết cộng hóa trị. Khi được kích thích, một electron trong cặp electron của phân lớp ns có thể chuyển sang obitan p còn trống của phân lớp np.
Khi đó, nguyên tử của các nguyên tố nhóm cacbon có 4 electron độc thân, chúng có thể tạo thành 4 liên kết cộng hóa trị. Để đạt được cấu hình electron bền của khí hiếm, các nguyên tử nguyên tố nhóm cacbon tạo nên những cặp electron chung với các nguyên tử khác, trong các hợp chất chúng có các số oxi hóa +4, +2 và cũng có thể là -4 tùy thuộc vào độ âm điện của các nguyên tố liên kết với chúng.
Từ cacbon đến chì tính phi kim giảm dần, tính kim loại tăng dần. Cacbon và silic là hai nguyên tố phi kim, germani vừa có tính kim loại vừa có tính phi kim, còn thiếc và chì là các kim loại.
Trong cùng chu kì, khả năng kết hop85 electron của cacbon kém hơn nito7 và của silic kém hơn photpho, nên cacbon và silic là những phi kim kém hoạt động hơn nitơ và photpho
2. Sự biến đổi tính chất của các đơn chất
Tất cả các nguyên tố nhóm cacbon đều tạo được hợp chất với hid9ro6 có công thức chung là RH4 (R chỉ nguyên tố). Độ bền nhiệt của các hợp chất hiđrua này giảm nhanh từ CH4 đến PbH4.
Các nguyên tố nhóm cacbon tạo với oxi 2 loại oxit là RO và RO2, trong đó R có số oxi hóa tương ứng là +2 và +4.
3. Sự biến đổi tính chất của các hợp chất
CO2 và SiO2 là cac oxit axit, còn các oxit GeO2, SnO2, PbO2 và các hid9roxit tương ứng của chúng là các hợp chất lưỡng tính.
Ngoài khả năng tạo liên kết cộng hóa trị với các nguyên tử của nguyên tố khác, các nguyên tử cacbon còn có thể liên kết với nhau tạo thành mạch. Mạch cacbon có thể gồm hàng chục, háng trăm nguyên tử cacbon (tron các hợp chất hữu cơ)