మూలకాల రారాజు కార్బన్ (C); పింగాణి, గాజు, సిమెంట్, కంప్యూటర్ చిప్స్‌లో ఉండే సిలికాన్ (Si); అర్ధవాహకాలు, ట్రాన్సిస్టర్లలో వాడే జెర్మేనియం (Ge); కంచు, బెల్ మెటల్, గన్‌మెటల్‌లో ఉండే టిన్ (Sn); టైప్ మెటల్, వుడ్‌మెటల్‌లో ఉండే లెడ్ (Pb) ఇవన్నీ ఆవర్తన పట్టికలోని 14వ గ్రూపు (లేదా IV A) మూలకాలు. వీటి వేలన్సీ స్థాయి సాధారణ ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం ns2 np2. ఇవి +4, +2 (జడజంట ఎలక్ట్రాన్ ప్రభావం ఉదా: Pb) ఆక్సీకరణ స్థితుల్ని ప్రదర్శిస్తాయి. C,Si లు అలోహాలు, Ge,Sn లు అర్ధలోహాలు, Pb లోహం. పరమాణు వ్యాసార్థాలు, లోహ స్వభావం, అయానిక పదార్థాలను ఏర్పరిచే స్వభావం, హైడ్రైడ్‌ల క్షార ధర్మం... ఇవన్నీ గ్రూపులో పైనుంచి కిందికి పెరిగే ట్రెండ్స్. అయొనైజేషన్ పొటెన్షియల్, రుణవిద్యుదాత్మకత, ఎలక్ట్రాన్ ఎఫినిటి, అలోహ స్వభావం, హైడ్రైడ్‌ల ఉష్ణస్థిరత్వం, సమయోజనీయ బంధాలను ఏర్పరిచే స్వభావం... ఇవన్నీ గ్రూపులో తగ్గే ట్రెండ్స్. కాగా Sn కంటే pb అయొనైజేషన్ పొటెన్షియల్ ఎక్కువ.C కేవలం pπ-pπ బంధాలను ఏర్పరిస్తే మిగతా మూలకాలు dπ-pπ బంధాలను ఏర్పరుస్తాయి. CO₂, SiO₂ లు ఆమ్ల GeO₂, SnO₂, PbO₂ ద్విస్వభావ ఆక్సైడ్‌లు. Ge & Sn చివరి కక్ష్యలోని d ఆర్బిటాళ్లు, Pbలోని f- ఆర్బిటాళ్లు నిండటంవల్ల C మినహా మిగతా మూలకాల రుణ విద్యుదాత్మకలు ఒకే విధంగా ఉంటాయి.     (C > Si = Ge = Sn = Pb).

కార్బన్ పరమాణువులు సమయోజనీయ బంధాలు ఏర్పరిచి పొడవైన గొలుసులు, వలయాలను ఏర్పరచగలవు. ఈ ధర్మాన్ని 'కాటనేషన్' అంటారు. C-C బంధ విఘటనశక్తి అధికంగా ఉండటమే కాటనేషన్‌కు కారణం. థోరైట్(Th SiO₄), జిర్కాన్ (Zr SiO₄), క్వార్ట్‌జ్ (SiO₂), ఫెల్డ్‌స్పార్ (KAl Si₃O₈)లు సిలికా ముఖ్య ఖనిజాలు. కాసిటరైట్ (SnO₂)టిన్ ఖనిజం కాగా, గెలీనా (PbS), సెరుసైట్ (PbCO₃), ఆంగ్లేసైట్ (PbSO₄)లు లెడ్ ఖనిజాలు. 
           ఈ గ్రూపు మూలకాలు MO,MO₂ రకపు ఆక్సైడ్‌లను ఏర్పరుస్తాయి. CO తటస్థ, GeO ఆమ్ల, SnO, PbO ద్విస్వభావ ఆక్సైడులు. C, Si, Ge లు నీటితో చర్య జరపవు. Sn నీటి ఆవిరితో చర్య జరిపి SnO₂& H₂లను ఇస్తుంది. Pb రక్షణ పొర ఏర్పరచడం వల్ల నీటితో చర్య జరపదు. Pb, సజల HNO₃ తో NOను; సిలికాన్ NaOHతో Na₂SiO₃, H₂లను; టిన్ NaOHతో Na₂SiO₃, H₂లను, లెడ్ NaOHతో NaPbO₃లను ఇస్తాయి. హాలోజన్లతో చర్యాక్రమం F₂>>Cl>Br₂>I₂           
         చిన్న పరమాణు పరిమాణం, అధిక రుణ విద్యుదాత్మకత, అయొనైజేషన్ పొటెన్షియల్‌లు,d- ఆర్బిటాళ్ల లభ్యత లేకపోవడం వల్ల కార్బన్‌కు అసంగత ధర్మాలున్నాయి. C సంయోజకత 4 కాగా మిగతావాటికి 6 దీనికి కాటనేషన్ అధికం కాగా మిగతా వాటికి తక్కువ. ఇది ద్వి, త్రిబంధాలను ఏర్పరిస్తే మిగతావి ఏర్పరచవు. దీని హైడ్రైడ్‌లు స్థిరంగా ఉంటే మిగతా వాటికి స్థిరత్వం ఉండదు. కార్బన్ టెట్రాహేలైడ్‌లు జలవిశ్లేషణ చెందవు. మిగతావి చెందగలవు. CCl₄ లూయీ ఆమ్లం కాదు, మిగతావి లూయీ ఆమ్లాలు... ఇవన్నీ కార్బన్ అసంగత ధర్మాలే!
         కాటనేషన్, pπ - pπ బంధాలను ఏర్పరిచే స్వభావం వల్ల కార్బన్ స్ఫటిక, అస్ఫటిక, ఫుల్లరీన్ అనే రూపాంతరాలను ఇవ్వగలదు.అస్ఫటిక రూపాంతరాలు కర్రబొగ్గు,జంతు బొగ్గులను చక్కెర ద్రావణంలో రంగుని తొలగించడానికి, గ్యాస్ కార్బన్, పెట్రోలియం కోక్‌లను ఎలక్ట్రోడ్‌లను (విద్యుచ్ఛక్తిని ప్రసరింపచేయగలవు) తయారు చేయడానికి, దీపాంగారాన్ని (Lamp black) ఇండియన్ సిరా తయారీలోను, కోక్‌ను క్షయకరణిగా, ఇంధన వాయువుల తయారీలో ఉపయోగిస్తారు. చక్కెర బొగ్గు కార్బన్ శుద్ధరూపం. స్ఫటిక రూపాలైన వజ్రాన్ని గాజును, పాలరాతిని కోసేందుకు, ఆభరణాల్లో పొదగడానికి, సన్నని తీగలుగా లాగే 'డై'ల తయారీకి, కొండరాళ్లలో రంధ్రాలు చేయడానికి, పనిముట్లను సాన పట్టేందుకు ఉపయోగిస్తారు. గ్రాఫైట్‌ను లెడ్‌పెన్సిళ్ల తయారీలో, కందెనగా, ఎలక్ట్రోడ్ల తయారీ, అగ్గికొలిమి మూసల తయారీ, ఎలక్ట్రో టైపింగ్,ఎలక్ట్రో ప్లేటింగ్ లలో ఉపయోగిస్తారు.
    ఒక మూలకం భిన్న రూపాల్లో ఉంటూ వేర్వేరు భౌతిక ధర్మాలను, ఒకే రసాయన ధర్మాలను ప్రదర్శించడాన్ని
''రూపాంతరత''  అంటారు.
 

 డైమండ్ నిర్మాణం: డైమండ్‌లో ప్రతి కార్బన sp³ సంకరీకరణం చెందుతుంది. ప్రతి కార్బన్ చుట్టూ మరొక 4 కార్బన్‌లతో బలమైన సమయోజనీయ బంధాలు ఏర్పడి చతుర్ముఖీయ ఆకృతి వస్తుంది. డైమండ్‌కుండే త్రిమితీయ, చతుర్ముఖీయాల పాలీమర్ల అల్లికల మూలంగా ఇది గట్టి ఘనపదార్థం. దీని ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రతల వల్ల గట్టి ఘనపదార్థం. దీని ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత 4200ºk, C-C బంధ ధైర్ఘ్యం 154 pm. బంధకోణం 109º 28'. కార్బన్ వేలన్సీ స్థాయిలోని  నాలుగు ఎలక్ట్రాన్లూ బంధాల్లో పాల్గొనడం వల్ల డైమండ్ అవిద్యుద్వాహకం. అధికవక్రీభవన గుణకం ఉంటుంది. ఏ ద్రావణిలో కరగదు. 2000º C వరకూ వేడి చేస్తే డైమండ్ కాస్తా గ్రాఫైట్‌గా మారుతుంది

 గ్రాఫైట్ నిర్మాణం: గ్రాఫైట్‌లో ప్రతి కార్బన్ sp² సంకరీకరణం చెందుతుంది. ప్రతి కార్బన్ వేరే 3 కార్బన్లతో ఒకే తలంతో బంధాలను ఏర్పరిచి ద్విమితీయ షడ్భుజాకార వలయాలను ఏర్పరుస్తాయి. (ఇవి సంక్రాంతి ముగ్గుల్ని పోలి ఉంటాయి). ఈ పొరల మధ్య బలహీనమైన వాండర్‌వాల్ బలాలుంటాయి. ఈ పొరలు ఒకదానిపై ఒకటి తేలిగ్గా జారటం వల్ల గ్రాఫైట్ మృదువుగా ఉంటుంది. అందుకే పెన్సిళ్లు, కందెనల తయారీలో దీన్ని ఉపయోగిస్తారు. sp² సంకరీకరణంలో కార్బన్‌కి చెందిన 3 వేలన్సీ ఎలక్ట్రాన్లే పాల్గొంటాయి. 4వ ఎలక్ట్రాను స్వేచ్ఛగా ఉండటంతో గ్రాఫైట్ మంచి విద్యుద్వాహకం. C-C బంధ ధైర్ఘ్యం 141.5 pm. రెండు వరుస పొరల మధ్య దూరం 340 pm. బంధకోణం 120º ద్రవీభవన స్థానం 3773K. 

గ్రాఫైట్ తయారీ:
'అచేసన్' (Acheson) విధానంలో కోక్, ఇసుకల మిశ్రమాన్ని విద్యుత్ కొలిమిలో ఏకాంతర విద్యుత్‌ను ఉపయోగించి గ్రాఫైట్ తయారు చేస్తారు.

 3 C + SiO2   SiC + 2CO
  SiC → Si↑ + C (గ్రాఫైట్)

 ఫుల్లరీన్‌లు:

కార్బన్ యొక్క మూడో స్ఫటిక రూపాంతరమే ఫుల్లరీన్. దీన్ని 1985లో క్రోటో, స్మాలే, కర్ల్ కనుక్కున్నారు. హీలియం, ఆర్గాన్ లాంటి జడవాయువుల సమక్షంలో గాఫ్రైట్‌ను విద్యుత్ చాపంతో వేడిచేస్తే ఫుల్లరీన్ ఏర్పడుతుంది. ఇది పంజరం లాంటి నిర్మాణంతో (C60 అణువు) సాకర్ బంతిలా ఉంటుంది. దీనిలో కార్బన్ సంకరీకరణం sp2. ఇది కార్బన్ శుద్ధ రూపం.

దీనిలో ఆరు కార్బన్లు ఉన్న వలయాలు 20, అయిదు కార్బన్లు ఉన్న వలయాలు 12 ఉన్నాయి. అస్థానీయ ఎలక్ట్రాన్ల వల్ల దీనికి సువాసన (aromaticity) వచ్చింది. గ్రాఫైట్, వజ్రం, ఫుల్లరీన్‌ల fH(-) విలువలు వరుసగా 0, 1.9, 38.1 కి.జౌ.మోల్-1. C - C బంధదైర్ఘ్యం 143.5 pm, C = C బంధదైర్ఘ్యం 138.3 pm ఉంటాయి.

ప్రొడ్యూసర్ వాయువు: వేడిగా ఉన్న ఎర్రని కోక్ మీదకు గాలిని పంపితే ప్రొడ్యూసర్ వాయువు వస్తుంది.

CO రంగులేని వాయువు, లోహ నిష్కర్షణలో దీన్ని ఉపయోగిస్తారు. కార్బోనైల్స్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. విషపూరితమైంది. హిమోగ్లోబిన్‌తో ఎక్కువగా కలిస్తే కార్బాక్సీహిమోగ్లోబిన్‌ను ఏర్పరచడంతో పాటుగా మరణం సంభవిస్తుంది.

CO2ను కింది విధంగా తయారు చేయవచ్చు.

C (ఘ) + O2 (వా)

CH4 (వా) + 2 O2 (వా)  CO2 (వా) + 2 H2O (వా)

CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + CO2 + H2O

CO2 రంగులేని వాయువు. దీన్ని వాయుపూరిత పానీయాల్లో ఉపయోగిస్తారు. H₂CO₃ ని ఏర్పరచడం వల్ల పానీయానికి మంచి రుచి వస్తుంది. H₂CO₃/ HCO₃- బఫర్ వ్యవస్థ రక్తంలో pH 7.26 నుంచి 7.42 ఉండేలా నియంత్రిస్తుంది. వాతావరణంలో 0.03% (ఘనపరిమాణాత్మకంగా) CO₂ ఉంటుంది. ఇది కిరణజన్య సంయోగ క్రియకు దోహదపడుతుంది.

వాతావరణంలో CO₂ స్థాయి పెరిగితే ''హరితగృహ ప్రభావం" కన్పిస్తుంది. ఘన CO₂ (పొడి మంచు)ను శీతలీకరణంలో ఉపయోగిస్తారు. CO₂ లో C సంకరీకరణం sp.
 

సిలికా (SiO₂): ప్రకృతిలో సిలికా విరివిగా లభిస్తుంది. దీనికి క్వార్ట్‌జ్, క్రిస్టోబలైట్, ట్రిడిమైట్ అను స్ఫటిక రూపాంతరాలు, జస్పార్, అగేట్, ఆనిక్స్‌ అనే అస్ఫాటిక రూపాంతరాలు ఉంటాయి. సిలికాను కింది పద్ధతుల్లో తయారుచేస్తారు.
1. Si + O₂ 

2. 3 SiF₄ + 4 H₂O → H₄SiO₄ + 2 H₂SiF₆
SiCl₄ + H₂O → H₄SiO₄ + 4 HCl
H₄SiO₄  SiO₂ + 2 H₂O
లోహ నిష్కర్షణలో దీన్ని ఆమ్ల ద్రవకారిగా వాడతారు.
SiO₂ + CaO → CaSiO₃
సిలికా HF తో చర్య జరిపి SiF₄ ని ఇస్తుంది.
SiO₂ + 4 HF → SiF₄ + 2 H₂O

లోహ కార్బొనేట్ల నుంచి సిలికా CO₂ ని స్థానభ్రంశం చెందించగలదు. 
          Na₂CO₃ + SiO₂    CO₂↑ + Na₂SiO₃
 

SiO₂ నిర్మాణం: 
SiO₂ లో Si sp³ సంకరీకరణం చెందుతుంది. ప్రతి Si చుట్టూ 4 బలమైన సమయోజనీయ బంధాలతో ఆక్సిజన్ పరమాణువులు చతుర్ముఖీయంగా ఉంటాయి.
డైమండ్ అంత గట్టిగా లేకపోయినా, అలాంటి త్రిమితీయ చతుర్ముఖీయాల పాలిమర్ల అల్లిక ఉంటుంది. SiO₂లో ప్రతి ఆక్సిజన్ పరమాణువును రెండు Si లు బంధించి ఉంటాయి. కాబట్టి Si :O నిష్పత్తి 1 : 2 
SiO₂ ను గరుకు కాగితం (Sand Paper)తయారీ, లోహ నిష్కర్షణలో ఆమ్ల ద్రవకారిగా, గాజు, మోర్టార్‌ల తయారీలో ఉపయోగిస్తారు. CO₂ వాయువు. దీనిలో రెండు ద్విబంధాలు, రేఖీయాకృతి, బలహీనమైన వాండర్ వాల్‌బలాలు, ఆమ్ల స్వభావం, అత్యల్ప ద్రవీభవన, బాష్పీభవన ఉష్ణోగ్రతలున్నాయి. కాగా SiO₂ ఘన పదార్థం. త్రిమితీయ, చతుర్ముఖీయ నిర్మాణం, ఏకబంధాలు, బలమైన సమయోజనీయ బంధాలున్నాయి.
 

సిలికోన్‌లు:

 యూనిట్లు పునరావృతమై ఏర్పడే ఆర్గనో సిలికోన్ పాలిమర్‌లను ''సిలికోన్‌"లు అంటారు. ఇక్కడ R అనేది ఆల్కైల్ లేదా ఎరైల్ గ్రూపు. ఇవి సంఘనన పొలిమరీకరణంలో ఏర్పడతాయి.

CH₃ గ్రూపులు ఉండటం వల్ల సిలికోన్‌లు జల వికర్షకాలు. వీటిని గ్రీజు, నీరు తడవని బట్టలు, విద్యుత్ నిరోధకాలు, విమానాల్లో కందెనగా, సీలువేసే పదార్థంగా, రంగుల్లో వాడతారు.
 

సిలికేట్‌లు: 
గాజు, సిమెంట్‌లు మానవ తయారీ సిలికేట్‌లు. ఫెల్డ్‌స్పార్, మైకా, జియోలైట్‌లు, ఆజ్‌బెస్టాస్‌లు ప్రకృతిలో దొరికే సిలికేట్‌లు. సిలికేట్‌లలో SiO₄^-4 యూనిట్లు ఉంటాయి. Si నాలుగు ఆక్సిజన్లతో చతుర్ముఖీయంగా బంధితమై ఉంటుంది. 1 లేదా 2 లేదా 3 లేదా 4 ఆక్సిజన్లను టెట్రాహెడ్రాన్ (చతుర్భుజి) పంచుకున్నప్పుడు పైరో లేదా చక్రీయ (లేదా శృంఖల) లేదా షీట్ లేదా 3D (అల్లిక) సిలికేట్‌లు ఏర్పడతాయి.
 

జియోలైట్‌లు:
త్రిమితీయ అల్లిక ఉన్న సిలికాన్ డయాక్సైడ్‌లో కొన్ని సిలికాన్ పరమాణువులను అల్యూమినియం పరమాణువులు స్థానభ్రంశం చేసినప్పుడు జియోలైట్‌లు ఏర్పడతాయి. వీటి రుణావేశాన్ని Na⁺, K⁺ లేదా Ca⁺² లతో తుల్యం చెయ్యవచ్చు. జియోలైట్‌లను పెట్రో కెమికల్ పరిశ్రమలో హైడ్రోకార్బన్లను భంజనం చేయడానికి, జలకాఠిన్యత నివారణకు వాడతారు. ZSM-5 (జియోలైట్ సొకోనీ మోబిల్- 5) అనే జియోలైట్‌ను మెటాజైలీన్‌ను పారాజైలీన్‌గా సాదృశ్యీకరణం చేయడానికి, హైడ్రోకార్బన్లను మార్పిడి చేయడానికి, ఏరోమాటిక్ సమ్మేళనాలను ఆల్కలీకరణం చేయడానికి, ఆల్కహాల్‌ను నేరుగా గ్యాసోలిన్‌గా మార్చడానికి వాడతారు.