Aprenda sobre a família de elementos carbono

Uma maneira de classificar elementos é por família. Uma família consiste em um elemento homólogo com átomos com o mesmo número de elétrons de valência e, portanto, propriedades químicas semelhantes. Exemplos de famílias de elementos são a família de nitrogênio, família de oxigênio e família de carbono.

Principais tópicos: família de elementos do carbono

  • A família de carbono consiste nos elementos carbono (C), silício (Si), germânio (Ge), estanho (Sn), chumbo (Pb) e flerovium (Fl).
  • Átomos de elementos neste grupo têm quatro elétrons de valência.
  • A família de carbono também é conhecida como grupo de carbono, grupo 14 ou tetrels.
  • Os elementos desta família são de importância fundamental para a tecnologia de semicondutores.

O que é a família Carbon?

o carbono família é o grupo de elementos 14 do tabela periódica. A família de carbono consiste em cinco elementos: carbono, silício, germânio, estanho e chumbo. É provável que o elemento 114, flerovium, também se comportará em alguns aspectos como um membro da família. Em outras palavras, o grupo consiste em carbono e os elementos diretamente abaixo dele na tabela periódica. A família de carbono está localizada quase no meio da tabela periódica, com não metais à sua direita e metais à sua esquerda.

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A família de carbono também é chamada de grupo carbono, grupo 14 ou grupo IV. Ao mesmo tempo, essa família era chamada de tetrels ou tetragens, porque os elementos pertenciam ao grupo IV ou como referência aos quatro elétrons de valência dos átomos desses elementos. A família também é chamada de cristalogênios.

Propriedades da família de carbono

Aqui estão alguns fatos sobre a família do carbono:

  • Os elementos da família de carbono contêm átomos que possuem 4 elétrons em seu nível de energia externa. Dois desses elétrons estão no s subshell, enquanto 2 estão no p subshell. Somente o carbono tem s2 configuração externa, que explica algumas das diferenças entre o carbono e outros elementos da família.
  • Como você desça a tabela periódica na família do carbono, o raio atômico e o raio iônico aumentam enquanto a eletronegatividade e energia de ionização diminuir. O tamanho do átomo aumenta a descida do grupo porque é adicionado um invólucro de elétrons adicional.
  • A densidade do elemento aumenta a descida do grupo.
  • A família de carbono consiste em um não-metal (carbono), dois metalóides (silício e germânio) e dois metais (estanho e chumbo). Em outras palavras, os elementos ganham metalicidade descendo pelo grupo.
  • Esses elementos são encontrados em uma ampla variedade de compostos. O carbono é o único elemento do grupo que pode ser encontrado puro na natureza.
  • Os elementos da família do carbono têm variáveis ​​físicas e propriedades quimicas.
  • No geral, os elementos da família de carbono são estáveis ​​e tendem a ser bastante reativos.
  • Os elementos tendem a se formar compostos covalentes, embora o estanho e o chumbo também formem compostos iónicos.
  • Exceto pelo chumbo, todos os elementos da família de carbono existem como formas ou alótropos diferentes. O carbono, por exemplo, ocorre nos alótropos de diamante, grafite, fulereno e carbono amorfo. A lata ocorre como lata branca, lata cinza e lata rômbica. O chumbo é encontrado apenas como um metal cinza-azulado denso.
  • Os elementos do grupo 14 (família de carbono) têm pontos de fusão e ponto de ebulição muito mais altos do que os elementos do grupo 13. Os pontos de fusão e ebulição na família de carbono tendem a diminuir a descida do grupo, principalmente porque as forças atômicas nas moléculas maiores não são tão fortes. O chumbo, por exemplo, tem um ponto de fusão tão baixo que é facilmente liquefeito por uma chama. Isso o torna útil como base para solda.

Usos de elementos e compostos da família do carbono

Os elementos da família de carbono são importantes na vida cotidiana e na indústria. O carbono é a base da vida orgânica. Sua grafite alótropo é usada em lápis e foguetes. Organismos vivos, proteínas, plásticos, alimentos e materiais de construção orgânicos contêm carbono. Os silicones, que são compostos de silício, são usados ​​para fazer lubrificantes e para bombas de vácuo. O silício é usado como óxido para fazer vidro. O germânio e o silício são semicondutores importantes. O estanho e o chumbo são usados ​​nas ligas e na fabricação de pigmentos.

Família Carbono - Grupo 14 - Fatos dos elementos

C Si Ge Sn Pb
ponto de fusão (° C) 3500 (diamante) 1410 937.4 231.88 327.502
ponto de ebulição (° C) 4827 2355 2830 2260 1740
densidade (g / cm3) 3.51 (diamante) 2.33 5.323 7.28 11.343
energia de ionização (kJ / mol) 1086 787 762 709 716
raio atômico (pm) 77 118 122 140 175
raio iônico (pm) 260 (C4-) -- -- 118 (Sn2+) 119 (Pb2+)
número de oxidação usual +3, -4 +4 +2, +4 +2, +4 +2, +3
dureza (Mohs) 10 (diamante) 6.5 6.0 1.5 1.5
estrutura de cristal cúbico (diamante) cúbico cúbico tetragonal fcc

Fonte

  • Holt, Rinehart e Winston. "Química moderna (Carolina do Sul)." Harcourt Education, 2009.
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