该carbonids是元素周期表的组成所谓的低碳一族所有这些元素,14族(IVA)。该组由非金属元素碳组成。两种准金属元素,硅和锗;和三种金属元素:锡,铅和and。
这些元素在其最外面的电子壳中具有ns 2 np 2构型的四个电子。他们倾向于使用+4氧化态。除铅外,由于一对惰性电子的作用,铅的氧化态为+2。
木炭,类化合物的代表元素。资料来源:Pxhere。
属于这个家族的元素是化学稳定的,不是很活泼。但是它们能够形成氢化物和卤化物。此外,这些元素倾向于形成共价键。尽管锡和铅(均为金属)往往会形成金属键。
随着基团中元素原子数的增加,熔点,沸点和电离能的值趋于降低。同样,有效串联减少,导致碳及其多个CC键。
要素和特征
碳
原子序数为6且原子量为12.011 g / mol的非金属元素。碳是非常重要的元素,有机化学被称为碳的化学,因为它的所有化合物都是由该元素形成的。
碳存在于碳水化合物,脂质,蛋白质和核酸中。也就是说,所有影响生命的分子和大分子。但是,它是地壳中第十七元素。
碳是地壳中以纯净形式发现的唯一元素。此外,它与其他元素结合形成方解石(CaCO 3),菱镁矿(MgCO 3)和白云石(MgCO 3 ·CaCO 3)等岩石中的石油和碳酸盐。
碳有5种同素异形形式:石墨,以堆叠的片状出现。钻石是立方结构的晶体,形状为四面体,碳原子位于其顶点。
非晶碳是呈烟灰形式的黑色粉末。在富勒烯中,碳环形成类似于足球的分子排列。在石墨烯中,我们发现一层碳原子以蜂窝状排列。
硅
它是准金属,原子序数为14,原子量为28.09 g / mol。在地壳中发现有二氧化硅(SiO 2),沙子和石英,以及各种矿物和硅酸盐粘土。
硅是地壳中含量第二高的元素。它具有两种同素异形体形式:一种棕色无定形形式和一种灰色晶体形式,具有金属光泽和立方菱形晶体。
锗
它是准金属,原子序数为32,原子量为72.61 g / mol。锗每天鲜为人知。仅在某些银和锌矿产,某些类型的煤炭和锗石中才发现有痕迹。
颜色为灰白色,形成立方和菱形晶体结构。
锡
它是一种原子序数为50,原子量为118.71 g / mol的金属。锡是一种熔点低的柔软可模制金属。它具有两种同素异形形式:β形式,在室温下具有四方晶体结构;在低于13ºC的温度下会形成灰色的α色。
从锡石矿物(SnO 2)中提取锡。
铅
它是原子序数为82,原子量为207.2克/摩尔的金属。它具有以面部为中心的晶体结构,蓝白色,并且对人体具有高毒性。发现铅是方铅矿(PbS)的一部分。
Flevorian
它是原子序数为114且原子量为287 g / mol的金属。Flevorium是一种人造的,放射性的且寿命很短的元素。它的性质类似于稀有气体,尽管它可能是比过渡金属晚的金属。
特点
熔点
碳:3,500ºC(钻石)。
硅:1,410ºC。
天竺葵:937.4°C
锡:231.88ºC。
铅:327.50ºC。
沸点
碳:4,827ºC(钻石)。
硅:2,355ºC。
锗:2,830°C
锡:2,260ºC。
铅:1,740ºC。
密度
碳:3.51 g / cm 3(钻石)。
硅:2.33g / cm 3。
锗:5.327 g / cm 3。
锡:7.28 g / cm 3。
铅:11.343g / cm 3。
电离能
碳:1,086 kJ / mol。
硅:787 kJ / mol。
锗:762 kJ / mol。
锡:709 kJ / mol。
铅:716 kJ / mol。
原子无线电
碳:77下午。
硅片:118 pm。
锗:122 pm。
锡:下午140点。
线索:175 pm。
第14组元素的熔点和沸点值随着其数量和原子半径的增加而趋于降低。
这反映出原子之间的吸引力随着原子尺寸的增加而降低。在该族元素的电离点上观察到了相同的趋势。电子离原子核的距离越大,分离所需的能量越低。
相反,随着原子序数的增加,倾向于增加元素的密度。这可能是由于大量的质子和中子(最大的核组件)所致。
应用领域
碳
石墨以纤维形式用于塑料制造中。此外,它还用于生产铅笔。钻石是珍贵的宝石。它具有很高的硬度,可用于石油工业的钻头和铅笔头以切割玻璃。
电石用作溶剂二硫化碳和四氯化碳生产的中间体。碳用于合成钢和轮胎填充剂。
硅
硅被用作半导体以及电子工业中的各种功能。它可用作润滑剂和防水剂。二氧化硅(SiO 2)用于制造陶瓷和玻璃,以及作为混凝土和砖的成分。
硅用于真空泵。它对鸡和老鼠的营养至关重要。尽管它对人的本质是未知的。它也是一种还原剂,用于将镁从其氧化物中释放出来。
锗
直到1950年被硅取代时,它才被用作半导体。尽管它继续履行电子领域的各种功能。锗用于辐射探测器。氧化锗用于光纤和广角镜中。
锡
它用于涂覆铁物体,以防止生锈。锡用于焊接和马口铁包装食品的生产。氯化锡用于还原铁矿物质。
锡化合物有许多应用。例如,在牙膏中使用氟化亚锡;陶瓷中的氧化锡;锡酸钴为天蓝色的蓝色颜料。而且,锡形成类似青铜和锡的合金。
铅
用于汽车电池的制造;防止电离辐射;和焊接。
参考文献
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