Це елементи IV групи головної підгрупи, тобто, на зовнішньому електронному рівні мають по чотири електрона. Атом вуглецю має два електронних шару, тому знаходиться в II періоді, а атом кремнію має три шари і є елементом III періоду. Електронні конфігурації, відповідно, C: 1s 2 2s 2 2p 2. Si: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 3d 0. Як видно з електронної будови, одна з відмінностей полягає в тому, що у атома кремнію є вільний d- електронний підрівень, що дозволяє йому при певних обставинах бути акцептором електронної щільності. На зовнішньому електронному рівні атома вуглецю є всього чотири атомні орбіталі. У збудженому стані два електрона знаходяться на s-орбіталі, а два інших - на двох р-орбіталях. Одна р-орбіталь залишається вільною, і атом вуглецю також може виступати в ролі акцептора. Ця ситуація дійсно має місце при утворенні оксиду вуглецю (II), будова якого ми розглянемо пізніше. Зазвичай при утворенні хімічних зв'язків обидва атоми (вуглецю і кремнію) легко переходять в збуджений стан, при якому на кожній з чотирьох s- і р-орбіталей є по одному електрону. При цьому валентність, тобто, число зв'язків у атома вуглецю тільки чотири, а у атома кремнію зберігається здатність брати участь в донорно-акцепторних взаємодіях, хоча найбільш часто він також має валентність IV. При цьому в з'єднаннях обидва атоми можуть мати ступеня окислення від -4 до +4. Радіус атома у кремнію більше, ніж у вуглецю, тому його електронегативність менше, а довжина зв'язків з будь-яким атомом, в тому числі і довжина зв'язку Si-Si більше. Збільшення довжини зв'язку відповідає зменшенню її міцності, тому кремній утворює менш міцні зв'язки, ніж вуглець. Важливою особливістю атома вуглецю, як елемента II періоду, є здатність утворювати кратні зв'язку, так як при маленьких радіусах атомів бічне перекривання р-орбіталей є ефективним. Для кремнію освіту π-зв'язків нехарактерно.
Властивості простих речовин і сполук, що утворюються тим чи іншим елементом, залежать від електронної будови атома. Розібравши особливості будови електронних оболонок атомів вуглецю і кремнію, коротко сформулюємо їх основні подібності та відмінності.