Семейство въглеродни елементи

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.

Един от начините за класифициране на елементите е според семейството, към което принадлежат. Фамилия от елементи се състои от хомоложни елементи, на които е наречена, тоест атоми, които имат еднакъв брой валентни електрони и следователно подобни химични свойства. Някои примери за семейства от елементи са: семейството на азота, семейството на кислорода и семейството на въглерода. В тази статия ще говорим специално за семейството на въглерода.

Какво е въглеродното семейство?

Въглеродното семейство е група 14 на периодичната таблица. Състои се от пет елемента: въглерод, силиций, германий, калай и олово. Вероятно елемент 114, флеровий, също се държи в някои отношения като член на това семейство. Въглеродното семейство се намира приблизително в средата на периодичната таблица, с неметалите отдясно и металите отляво. Известен е също като въглеродна група, група кристалогенни елементи, група 14 или група IV. 

Характеристики на въглеродното семейство

Ето някои факти за въглеродното семейство:

  • Елементите от семейството на въглерода съдържат атоми, които имат 4 електрона на тяхното външно енергийно ниво. Два от тези електрони са в подобвивката s , докато другите 2 са в подобвивката p . Само карбонът има външна конфигурация s2, което обяснява някои от разликите между карбона и другите артикули в семейството.
  • Докато се придвижвате нагоре в семейството на въглерода в периодичната таблица, атомният радиус и йонният радиус се увеличават, докато електроотрицателността и йонизационната енергия намаляват. Размерът на атома се увеличава надолу по групата, защото се добавя допълнителна електронна обвивка. 
  • Плътността на елементите се увеличава, докато слизате в групата.
  • Въглеродното семейство се състои от един неметал (въглерод), два металоида (силиций и германий) и два метала (калай и олово). С други думи, елементите придобиват металност, докато слизате в групата.
  • Тези елементи се намират в голямо разнообразие от съединения. Въглеродът е единственият елемент в групата, който може да се намери чист в природата.
  • Елементите от семейството на въглерода имат силно променливи физични и химични свойства.
  • Като цяло, елементите от семейството на въглерода са стабилни и са склонни да не реагират.
  • Елементите са склонни да образуват ковалентни съединения, въпреки че калайът и оловото също образуват йонни съединения.
  • С изключение на оловото, всички елементи от семейството на въглерода съществуват в различни форми или алотропи. Въглеродът, например, се намира в диаманти, графит, фулерен и алотропи на аморфен въглерод. Калайът се среща като бял калай, сив калай и ромбичен калай. Оловото се среща само като плътен, синкаво-сив метал.
  • Елементите в група 14 (въглеродно семейство) имат много по-високи точки на топене и кипене от елементите в група 13. Точките на топене и кипене в въглеродното семейство са склонни да намаляват, докато се движите надолу в групата. Това е главно защото атомните сили вътре в по-големите молекули не са толкова силни. Оловото, например, има толкова ниска точка на топене, че лесно се втечнява от огън, което го прави полезно като основа за спойка.

Използване на елементите и съединенията от семейството на въглерода

Елементите от семейството на въглерода са важни в ежедневието и в промишлеността, тъй като въглеродът е в основата на биохимията и органичния живот. Неговият алотропен графит се използва в моливи и ракети. Живите организми, протеините, пластмасите, храните и органичните строителни материали съдържат въглерод. Силиконите, които са силициеви съединения, се използват за производство на смазочни материали и за вакуумни помпи. Силицият се използва като оксид за производството на стъкло. Германий и силиций са важни полупроводници . Калайът и оловото се използват в сплави и за производство на пигменти.

Данни за елементите от въглеродното семейство (група 14)

направи да ge сн bp
Точка на топене (°C) 3500 (диамант) 1410 937.4 231,88 327,502
Точка на кипене (°C) 4827 2355 2830 2260 1740 г
Плътност (g/  cm3  ) 3.51 (диамант) 2.33 5,323 7.28 11,343
Енергия на йонизация (kJ/mol) 1086 787 762 709 716
Атомен радиус (pm) 77 118 122 140 175
Йонен радиус (pm) 260 (  C4-  ) 118 (Sn  2+  ) 119 (Pb  2+  )
обичайно окислително число 3. 4 4 2, 4 2, 4 23
Твърдост (по Моос) 10 (диамант) 6.5 6.0 1.5 1.5
кристална структура кубичен (диамант) кубичен кубичен четириъгълна FCC

Препратки

Кларамунт, Р. (2013). Основни химични съединения. Редакция UNED. Наличен на: https://books.google.co.ve/books?id=K45iAgAAQBAJ&dq

Гутиерес, Е. (1984). Химия. обратен. Наличен на: https://books.google.co.ve/books?id=6h32OtElkAsC&dq

mm
Isabel Matos (M.A.)
(Master en en Inglés como lengua extranjera.) - COLABORADORA. Redactora y divulgadora.

Artículos relacionados