Un modo per classificare gli elementi è per famiglia. Una famiglia è composta da un elemento omologa con atomi che hanno lo stesso numero di elettroni di valenza e quindi proprietà chimiche simili. Esempi di famiglie di elementi sono la famiglia dell'azoto, la famiglia dell'ossigeno e la famiglia del carbonio.
Key Takeaways: Carbon Family of Elements
- La famiglia del carbonio è costituita dagli elementi carbonio (C), silicio (Si), germanio (Ge), stagno (Sn), piombo (Pb) e flerovium (Fl).
- Gli atomi di elementi in questo gruppo hanno quattro elettroni di valenza.
- La famiglia di carbonio è anche conosciuta come il gruppo di carbonio, il gruppo 14 o i tetrels.
- Gli elementi di questa famiglia sono di fondamentale importanza per la tecnologia dei semiconduttori.
Cos'è la famiglia Carbon?
Il carbonio la famiglia è il gruppo di elementi 14 del tavola periodica. La famiglia di carbonio è composta da cinque elementi: carbonio, silicio, germanio, stagno e piombo. È probabile che l'elemento 114, flerovio
, si comporterà anche per alcuni aspetti come membro della famiglia. In altre parole, il gruppo è costituito dal carbonio e dagli elementi direttamente sotto di esso nella tavola periodica. La famiglia di carbonio si trova quasi al centro della tavola periodica, con non metalli alla sua destra e metalli alla sua sinistra.La famiglia del carbonio è anche chiamata gruppo carbonico, gruppo 14 o gruppo IV. Un tempo, questa famiglia era chiamata tetrels o tetragens perché gli elementi appartenevano al gruppo IV o come riferimento ai quattro elettroni di valenza degli atomi di questi elementi. La famiglia è anche chiamata cristallodio.
Proprietà della famiglia di carbonio
Ecco alcuni fatti sulla famiglia del carbonio:
- Gli elementi della famiglia del carbonio contengono atomi che hanno 4 elettroni nel loro livello di energia esterna. Due di questi elettroni sono nel S subshell, mentre 2 sono nel p subshell. Solo il carbonio ha la s2 configurazione esterna, che spiega alcune delle differenze tra carbonio e altri elementi della famiglia.
- Come te spostare la tavola periodica nella famiglia del carbonio, il raggio atomico e il raggio ionico aumentano mentre l'elettronegatività e energia ionizzata diminuire. La dimensione dell'atomo aumenta spostandosi verso il basso del gruppo perché viene aggiunta una shell di elettroni aggiuntiva.
- La densità dell'elemento aumenta spostandosi verso il basso nel gruppo.
- La famiglia di carbonio è composta da un non metallo (carbonio), due metalloidi (silicio e germanio) e due metalli (stagno e piombo). In altre parole, gli elementi acquisiscono metallicità spostandosi verso il basso del gruppo.
- Questi elementi si trovano in un'ampia varietà di composti. Il carbonio è l'unico elemento del gruppo che può essere trovato puro in natura.
- Gli elementi della famiglia del carbonio hanno caratteristiche fisiche e variabili ampiamente variabili proprietà chimiche.
- Nel complesso, gli elementi della famiglia di carbonio sono stabili e tendono ad essere abbastanza non reattivi.
- Gli elementi tendono a formarsi composti covalenti, sebbene anche latta e piombo si formino composti ionici.
- Ad eccezione del piombo, tutti gli elementi della famiglia del carbonio esistono in forme o allotropi diversi. Il carbonio, ad esempio, si presenta in allotropi di carbonio diamante, grafite, fullerene e amorfo. Lo stagno si presenta come stagno bianco, stagno grigio e stagno rombico. Il piombo si trova solo come un denso metallo blu-grigio.
- Gli elementi del gruppo 14 (famiglia di carbonio) hanno punti di fusione e punti di ebollizione molto più alti rispetto agli elementi del gruppo 13. I punti di fusione e di ebollizione nella famiglia del carbonio tendono a diminuire spostandosi verso il basso nel gruppo, principalmente perché le forze atomiche all'interno delle molecole più grandi non sono così forti. Il piombo, ad esempio, ha un punto di fusione così basso da essere facilmente liquefatto da una fiamma. Questo lo rende utile come base per la saldatura.
Usi di elementi e composti della famiglia di carbonio
Gli elementi della famiglia del carbonio sono importanti nella vita quotidiana e nell'industria. Il carbonio è la base per la vita organica. La sua grafite allotropica viene utilizzata in matite e razzi. Organismi viventi, proteine, plastica, cibo e materiali da costruzione organici contengono carbonio. I siliconi, che sono composti di silicio, sono usati per produrre lubrificanti e per pompe per vuoto. Il silicio è usato come ossido per produrre vetro. Il germanio e il silicio sono importanti semiconduttori. Stagno e piombo sono usati nelle leghe e per produrre pigmenti.
Carbon Family - Group 14 - Element Facts
C | Si | Ge | Sn | Pb | |
punto di fusione (° C) | 3500 (diamante) | 1410 | 937.4 | 231.88 | 327.502 |
punto di ebollizione (° C) | 4827 | 2355 | 2830 | 2260 | 1740 |
densità (g / cm3) | 3.51 (diamante) | 2.33 | 5.323 | 7.28 | 11.343 |
energia di ionizzazione (kJ / mol) | 1086 | 787 | 762 | 709 | 716 |
raggio atomico (pm) | 77 | 118 | 122 | 140 | 175 |
raggio ionico (pm) | 260 (C4-) | -- | -- | 118 (Sn2+) | 119 (Pb2+) |
numero abituale di ossidazione | +3, -4 | +4 | +2, +4 | +2, +4 | +2, +3 |
durezza (Mohs) | 10 (diamante) | 6.5 | 6.0 | 1.5 | 1.5 |
struttura di cristallo | cubico (diamante) | cubo | cubo | tetragonale | FCC |
fonte
- Holt, Rinehart e Winston. "Modern Chemistry (South Carolina)." Harcourt Education, 2009.