碳族元素的性质、化合物及应用探讨知识框架

# 碳族元素知识框架
- 元素概述
  - 成员
    - 碳（C）
    - 硅（Si）
    - 锗（Ge）
    - 锡（Sn）
    - 铅（Pb）
  - 原子结构
    - 价电子构型
      - ns²np²
    - 最外层电子
      - 4个电子
  - 性质递变规律
    - 金属性
      - 从碳到铅，金属性逐渐增强
    - 非金属性
      - 非金属性逐渐减弱
  - 原子半径
    - 依次增大
  - 电离能
    - 逐渐减小
    - 失电子能力增强
- 化学性质
  - 与非金属反应
    - 氧气反应
      - 碳
        - C + O₂点燃=CO₂
        - 2C + O₂点燃=2CO
      - 硅
        - Si + O₂=SiO₂
      - 锗、锡、铅
        - 生成氧化物
    - 卤素反应
      - 碳
        - C + 2Cl₂ = CCl₄
      - 硅
        - Si + 2F₂ = SiF₄
      - 锡
        - Sn + 2Cl₂点燃=SnCl₄
  - 与酸反应
    - 氧化性酸
      - 碳
        - C + 4HNO₃（浓）=CO₂↑ + 4NO₂↑ + 2H₂O
        - C + 2H₂SO₄（浓）=CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O
      - 锗
        - 被浓硫酸、浓硝酸氧化
      - 锡
        - 与浓H₂SO₄、浓HNO₃反应生成高价锡化合物
      - 铅
        - 与硝酸反应氧化成亚铅离子
    - 非氧化性酸
      - 硅
        - Si只与氢氟酸反应
      - 锡
        - 与稀盐酸、稀硫酸反应生成低价锡化合物
  - 与碱反应
    - 硅
      - Si + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃ + 2H₂↑
    - 锡
      - 既表现金属性又表现非金属性
  - 与水或水蒸气反应
    - 碳
      - C + H₂O(g)高温=CO + H₂
- 重要化合物
  - 氧化物
    - 一氧化碳（CO）
    - 二氧化碳（CO₂）
    - 二氧化硅（SiO₂）
  - 氢化物（RH₄）
    - 稳定性
      - 逐渐减弱
  - 含氧酸及盐
    - 碳酸（H₂CO₃）
    - 碳酸盐
    - 硅酸（H₂SiO₃）
    - 硅酸盐
- 用途
  - 碳
    - 金刚石
    - 石墨
    - 活性炭
  - 硅
    - 单质硅
    - 二氧化硅
  - 锗
    - 用途待补充
  - 锡
    - 镀锡
    - 焊锡
  - 铅
    - 铅酸电池
    - 防护材料