①什么是碳族元素？

碳族元素位于元素周期表ⅣA族，包括碳（C）、硅（Si）、锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）、鈇（Fl）六种。

②家族特征

l 最外层都有4个电子,化合价主要由+4价，易形成共价化合物

l 从上到下，元素的金属性增强，非金属性减弱，碳、硅是非金属，锗是金属元素，但金属性较弱，锡和铅是更为典型的金属元素，鈇是人工合成元素

③明星特质

碳是地球上所有生命的基础，含碳化合物的数量远远超过其他所有化合物；硅是地壳中丰度排名第二的元素，通常与丰度较高的元素氧结合形成硅酸盐。

④它们在哪里？

硅元素——硅是电子工业中使用最广泛的半导体材料，大多数计算机芯片以及其他集成电路都是高纯硅晶片制成的。

锗元素——锗也是一种半导体材料，可应用在电子器件中。

锡元素——锡是重要的合金材料，著名的青铜就是铜锡合金。单质锡可以用作其他金属的保护薄层，例如大多数罐头盒都是用锡铁皮制成的。

铅元素——可应用于铅酸蓄电池、焊接物料、防辐射物料，以及制作炮弹、奖杯的合金等领域。

⑤多种多样的碳单质

由同种元素组成，因原子排列方式不同而具有不同性质的单质，称为同素异形体。碳存在多种性质不同的同素异形体。

石墨：一种最软的矿物，可用于制造铅笔芯和润滑剂。把石墨片剥成单层之后，形成的只有一个碳原子厚度的单层材料就是石墨烯。

此处为【石墨烯视频】

金刚石：目前在地球上发现的众多天然存在的最坚硬物质，可作为工艺品和工业中的切割工具。

无定形碳：一般指木炭、焦炭、骨炭、糖炭、活性炭和炭黑等。除骨炭含碳在10%左右以外，其余主要成分都是单质碳。用途极为广泛，日常生活和工农业生产中常用到无定形碳。

富勒烯：富勒烯与石墨结构类似，但石墨的结构中只有六元环，而富勒烯中可能存在五元环。1985年，科学家发现了第一个富勒烯分子“足球烯”，它是一个包含60个碳原子的球型分子，因为又称为C₆₀。富勒烯的成员还有C₇₈、C₈₂、C₈₄、C₉₀、C₉₆等，形状也有管状等其他形状。

⑥生命的基础——碳

含碳化合物比其他所有元素形成的化合物总和还要多，其中超过1000万种已经被研究过。碳化合物的多样性源于它能够形成单键、双键、三键以及环，还很容易和其他元素，特别是氢、氧、氮等化合。

已知的生命形式都要依靠碳化学，已发现的生物都是碳基生物。由于碳的化合物对所有生物都非常重要，因此碳化合物的化学（又称有机化学）是化学中极重要的一个分支。从光合作用与呼吸作用，到营养与修复，再到生长与繁殖，所有生命过程都与含碳化合物紧密相关。植物的光合作用将二氧化碳和水转化为葡萄糖（C₆H₁₂O₆），而呼吸作用又将葡萄糖分解并释放能量。

DNA双螺旋链，储藏着遗传信息，其组分脱氧核糖、核酸、碱基都是有机分子

参与维护及修复生命体的化合物，如酶、激素、其他信号分子以及抗氧化剂都是有机分子。生命的繁殖也由碳的化合物——有机大分子化合物DNA（脱氧核糖核酸）控制。

碳化学的重要性不仅体现在生物领域，有机化合物还构成了石油化工行业的基础，包含了塑料以及很多合成染料、胶黏剂和溶剂等。

在科幻故事中，硅有时会代替碳的作用，形成“硅基生物”。