Węgiel należy do rodziny węgli, która jest grupą 14 w układzie okresowym. Pozostali czterej członkowie grupy węglowej to krzem, german, cyna i ołów.
Każdy element z rodziny węglowych ma tylko dwa elektrony na najbardziej wysuniętym orbicie, orbital.
Węgiel jest jedynym prawdziwie niemetalicznym elementem w grupie. Może wiązać kowalencyjnie z krzemem tworząc węglik krzemu. Łączy się również z wodorem, azotem i tlenem, tworząc ogromną liczbę związków, od metanolu do morfiny.
Krzem i german to niemetale, które są używane jako półprzewodniki w stanie stałym. Cyna i ołów należą do kategorii metali, ale są to metale słabe, ponieważ nie przewodzą ciepła ani elektryczności, w przeciwieństwie do metali w blokach.
