Какова валентность углерода в неорганических соединениях?

Углерод (Z = 6, $2s^2 2p^2$) — типичный неметалл главной подгруппы IV группы.

Возможные степени окисления: −4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4.

Главные примеры:

• −4 в $\mathrm{CH_4}$ (метане) и других алканах — H более электроположителен.
• −3 в $\mathrm{C_2H_6}$ (этан, средняя на C).
• 0 в простых веществах: алмаз, графит, фуллерены.
• +2 в $\mathrm{CO}$ (угарный газ, несолеобразующий оксид). Сильный восстановитель.
• +4 в $\mathrm{CO_2}$ (углекислый газ, кислотный оксид), в $\mathrm{H_2CO_3}$ (угольная кислота), в карбонатах $\mathrm{Na_2CO_3}$, $\mathrm{CaCO_3}$.
• +4 в карбидах с активными металлами как восстановитель: $\mathrm{CaC_2}$ (тут C имеет с.о. −1 фактически как часть аниона $\mathrm{C_2^{2-}}$).

Низшая с.о. соответствует $8 - 4 = 4$, то есть −4 (проявляется в гидридах CH₄, в карбидах с активными металлами).

Высшая с.о. = номер группы = +4 (в CO₂, H₂CO₃, карбонатах, CCl₄).

Промежуточные часто реализуются в органике, где конкретная с.о. на каждом атоме рассчитывается индивидуально по структурной формуле.

Особенности углерода:

• 4 валентных электрона — большое разнообразие соединений (порядка 10 млн);
• одинаково образует и С−H, и C−C связи прочной природы (~350 кДж/моль);
• способен к кратным связям C=C, C≡C;
• основа всех органических соединений и жизни.