Jedným zo spôsobov klasifikácie prvkov je rodina. Rodina pozostáva z homológneho prvku s atómami, ktoré majú rovnaký počet valenčných elektrónov, a teda podobné chemické vlastnosti. Príklady skupín prvkov sú rodina dusíka, skupina kyslíka a skupina uhlíka.
Kľúčové cesty: Skupina prvkov uhlíka
- Rodina uhlíka pozostáva z prvkov uhlík (C), kremík (Si), germánium (Ge), cín (Sn), olovo (Pb) a flerovium (Fl).
- Atómy prvkov v tejto skupine majú štyri valenčné elektróny.
- Skupina uhlíka je známa aj ako uhlíková skupina, skupina 14 alebo tetrely.
- Prvky tejto rodiny sú kľúčové pre polovodičovú technológiu.
Čo je uhlíková rodina?
uhlík rodina je prvkom skupiny 14 periodická tabuľka. Rodina uhlíka pozostáva z piatich prvkov: uhlík, kremík, germánium, cín a olovo. Je pravdepodobné, že prvok 114, flerovium, sa v niektorých ohľadoch budú správať aj ako členovia rodiny. Inými slovami, skupina pozostáva z uhlíka a prvkov priamo pod ňou v periodickej tabuľke. Rodina uhlíka je umiestnená takmer takmer v strede periodickej tabuľky, s nekovmi napravo a kovmi vľavo.
Skupina uhlíka sa tiež nazýva uhlíková skupina, skupina 14 alebo skupina IV. Naraz sa táto rodina volala tetrely alebo tetragény, pretože prvky patrili do skupiny IV alebo ako odkaz na štyri valenčné elektróny atómov týchto prvkov. Rodina sa tiež nazýva crystallogény.
Vlastnosti rodiny uhlíka
Tu je niekoľko faktov o uhlíkovej rodine:
- Prvky uhlíkovej rodiny obsahujú atómy, ktoré majú vo svojej vonkajšej energetickej hladine 4 elektróny. Dva z týchto elektrónov sú v s podsúbor, zatiaľ čo 2 sú v p subshell. Iba uhlík má2 vonkajšia konfigurácia, ktorá spôsobuje niektoré rozdiely medzi uhlíkom a inými prvkami v rodine.
- Ako ty posuňte nadol periodickú tabuľku v uhlíkovej rodine sa atómový polomer a iónový polomer zväčšujú, zatiaľ čo elektronegativita a ionizačná energia klesať. Veľkosť atómov sa zvyšuje pohybom skupiny, pretože je pridaný ďalší obal elektrónov.
- Hustota prvkov sa zvyšuje pohybom skupiny.
- Rodina uhlíka pozostáva z jedného nekovu (uhlíka), dvoch metalloids (kremík a germánium) a dva kovy (cín a olovo). Inými slovami, prvky získavajú metalicitu pohybujúcu sa po skupine.
- Tieto prvky sa nachádzajú v širokej škále zlúčenín. Uhlík je jediný prvok v skupine, ktorý možno nájsť v prírode čisto.
- Prvky uhlíkovej rodiny majú veľmi variabilné fyzikálne a chemické vlastnosti.
- Celkovo sú prvky rodiny uhlíka stabilné a majú tendenciu byť dosť nereaktívne.
- Prvky majú tendenciu sa formovať kovalentné zlúčeniny, hoci sa tvorí aj cín a olovo iónové zlúčeniny.
- S výnimkou olova, všetky prvky uhlíkovej rodiny existujú ako rôzne formy alebo allotropy. Uhlík sa napríklad vyskytuje v diamantových, grafitových, fullerénových a amorfných uhlíkových alotrópoch. Cín sa vyskytuje ako biela, šedá a kosoštvorcová cín. Olovo sa vyskytuje iba ako hustý modrošedý kov.
- Prvky skupiny 14 (skupina uhlíka) majú oveľa vyššie teploty topenia a teploty varu ako prvky skupiny 13. Teploty topenia a teploty varu v uhlíkovej rodine majú tendenciu znižovať pohyb v skupine, hlavne preto, že atómové sily vo väčších molekulách nie sú také silné. Napríklad olovo má taký nízky bod topenia, že ho ľahko skvapalní plameň. Vďaka tomu je užitočná ako základ pre spájku.
Použitie prvkov a zlúčenín rodiny uhlíka
Prvky uhlíkovej rodiny sú dôležité v každodennom živote av priemysle. Uhlík je základom organického života. Jeho alotrópový grafit sa používa v ceruzkách a raketách. Živé organizmy, bielkoviny, plasty, potraviny a organické stavebné materiály obsahujú uhlík. Silikóny, ktoré sú zlúčeninami kremíka, sa používajú na výrobu mazív a pre vývevy. Kremík sa používa ako oxid pri výrobe skla. Germánium a kremík sú dôležitými polovodičmi. Cín a olovo sa používajú v zliatinách a na výrobu pigmentov.
Rodina uhlíka - skupina 14 - fakty o skutočnostiach
C | si | ge | sn | pb | |
teplota topenia (° C) | 3500 (diamant) | 1410 | 937.4 | 231.88 | 327.502 |
bod varu (° C) | 4827 | 2355 | 2830 | 2260 | 1740 |
hustota (g / cm3) | 3,51 (diamant) | 2.33 | 5.323 | 7.28 | 11.343 |
ionizačná energia (kJ / mol) | 1086 | 787 | 762 | 709 | 716 |
atómový polomer (pm) | 77 | 118 | 122 | 140 | 175 |
iónový polomer (pm) | 260 ° C4-) | -- | -- | 118 (Sn2+) | 119 (Pb2+) |
obvyklé oxidačné číslo | +3, -4 | +4 | +2, +4 | +2, +4 | +2, +3 |
tvrdosť (Mohs) | 10 (diamant) | 6.5 | 6.0 | 1.5 | 1.5 |
kryštalická štruktúra | kubický (diamant) | kubický | kubický | čtyřúhelný | FCC |
zdroj
- Holt, Rinehart a Winston. "Modern Chemistry (South Carolina)." Harcourt Education, 2009.