碳、氮、硼与电负性比它们小的元素（除氢外）所形成的化合物，分别称为碳化合物、氮化物、硼化物。它们与电负性大的元素所形成的二元化合物，如CO₂、NO、BCl₃等，一般称为氧化合物、氯化合物等。

    与氢化物类似，按价键的特征它们可分为三类：离子型、共价型和金属型。

离子型碳化物、氮化物、硼化物
    碳、氮与活泼金属元素形成的碳化物、氮化物是离子型的，如CaC₂、Li₃N、Mg₃N₂等。在CaC₂中，含有［C≡C］^2-离子。它的熔点较高（2300℃），工业产品称作电石。用水或酸处理碳化钙时，可以得到重要的工业原料乙炔

CaC₂+2H₂O=C₂H₂↑+Ca(OH)₂

    Li₃N、Mg₃N₂等氮化合物可直接由金属在氮气中加热而制得。它们极易与水作用并放出氨气。如

Mg₃N₂+6H₂O＝3Mg(OH)₂↓＋2NH₃↑

    硼的电负性较小，不能形成离子型化合物。

共价型碳化物、氮化物、硼化物
    在共价型碳化合物中，最重要的是碳化硅（SiC）、碳化硼（B₄C）等。这些化合物属于原子晶体，粒子间以极强的共价键相结合，因此熔点高（分别为2827℃，2350℃），硬度大。SiC的工业产品称作金刚砂，是由石英和过量焦炭在电炉中加热制得的。常用作磨料和制作砂轮或磨石的摩擦表面，又因为它能耐高温，也可以作炉壁的衬里。B₄C是重要的工业磨料，工业上是由焦炭和氧化硼在电炉中反应制得的。
    BN是共价型型氮化物或硼化物的代表，是一种新型的无机合成材料。在873K时，B₂O₃与NH₃反应可制得氮化硼（BN），也可由氮与硼直接化合而成。BN有三种晶型：
    （1）无定型（类似于无定型炭）。
    （2）六方晶型（类似于石墨），是层状结构，与石墨结构类似，常为白色粉末，有“白色石墨”之称，用作固体润滑剂，比石墨更耐高温；它又称为白石墨，是一种优良的耐高温润滑剂。
    （3）立方晶型（类似于金刚石），其硬度可与金刚石相比，常用作钻头和切削材料、高温耐磨材料。

金属型碳化物、氮化物、硼化物
    碳、氮、硼、氢不能以离子键或共价键与d区金属形成离子型或共价型化合物，但它们的原子半径小，能溶于某些d区元素，如钛、锆、钒、钽、铬、钼、钨、锰、铁等，形成固溶体（原金属晶格的形式不变）。当这些元素的含量超过溶解极限时，在适宜条件下则量变引起质变，形成金属型化合物，也称为间隙化合物（原金属晶格转变为另一种形式的金属晶格）。例如Fe₃C、TiN、Cr₂B。与金属型氢化物相似，这类化合物的共同特点是，具有金属光泽，能导热导电，熔点高，硬硬度大，但脆性也大。例如，过渡金属的氮化物如TiN、ZrN、Mn₅N₂、W₂N₃，氮原子填充在金属结构的间隙中合金的结构没有变，具有金属的外形，且更充实了，所以性质更稳定，一般不易与水、酸起反应，不被空气中的氧所氧化，热稳定性高，能导电并具有高熔点，适合用于作高强度的材料。
    与离子型和共价型化合物不同，间隙化合物的化学式是不符合正常的化合价规则的。间隙化合物本身还能溶解它的组成元素而形成以间隙化合物为溶剂的固溶体，因而其成分可以在一定范围内变化。例如，碳化钛的成分可在 TiC_0.5～TiC之间变动。
    金属型碳化物是许多合金钢的重要成分，对合金钢的性能有较大影响。例如，一般的工具钢（包括合金工具钢）刀具，当温度高达300℃以上时硬度就显著降低，使切削过程不能进行。但高速钢（又称作锋钢）刀具，当温度接近600℃时，仍能保持着足够的硬度和耐磨性，因而在较高的切削速度下，仍能进行切削，并提高了寿命。这主要是由于在高速钢中含有大量的钨、钼、钒等碳化物的缘故。
    碳化物和氮化物、硼化物对于钢的表面有重要意义。把碳、氮和硼等滲入低碳钢的表层，能使钢的表层具有高硬度和耐磨性，而其内部仍能保持塑性和韧性。
    顺便指出，第ⅣB～ⅥB族金属与碳、氮、硼等所形成的间隙化合物，由于硬度和熔点特别高，因而统称为硬质合金。例如，YG6是WC94％，Co6％（Co用作“黏结剂”）的钨钴硬质合金，YT14是含WC78％，TiC14％，Co8％的钨钻硬质合金。硬质合金即使在1000~1100℃还能保持其硬度。硬质合金刀具的切削速度比高速钢刀具高4～7倍或更多，所以硬质合金是制造高速切削和钻探等工具主要部分的优良材料。