KARBONOIDER: ELEMENT, EGENSKAPER OCH ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2026

De carbonids är alla de element som utgör den så kallade kol familj, grupp 14 (IVA) i det periodiska systemet. Gruppen består av ett icke-metalliskt element, kol; två metalloidelement, kisel och germanium; och tre metalliska element: tenn, bly och flevorium.

Dessa element har fyra elektroner i deras yttersta elektroniska skal, med ns ² np ^2- konfigurationen . De brukar använda +4-oxidationstillståndet; Med undantag av bly, som på grund av effekten av paret av inerta elektroner använder oxidationstillståndet +2.

Kol, det representativa elementet i gruppen av kolhydrater. Källa: Pxhere.

Elementen som tillhör denna familj är kemiskt stabila och inte särskilt reaktiva. Men de kan bilda hydrider och halogenider. Dessutom tenderar elementen att bilda kovalenta bindningar; även om tenn och bly (båda metaller) tenderar att bilda metallbindningar.

Värdena på smältpunkter, kokpunkter och joniseringsenergi tenderar att minska när atomantalet i elementen i gruppen ökar. På samma sätt minskar effektiva sammankopplingar, vilket leder till kol och dess flera CC-obligationer.

Element och egenskaper

Kol

Icke-metalliskt element med atomnummer 6 och atomvikt 12,011 g / mol. Kol är ett så viktigt element att organisk kemi kallas kolens kemi, eftersom alla dess föreningar bildas av detta element.

Kol är närvarande i kolhydrater, lipider, proteiner och nukleinsyror; det vill säga i alla molekyler och makromolekyler som är ansvariga för livet. Men det är det sjuttonde elementet i överflöd i jordskorpan.

Kol är det enda elementet i familjen som finns i jordskorpan i ren form. Dessutom kombineras det med andra element för att bilda petroleum och karbonater i stenar som kalcit (CaCO ₃ ), magnesit (MgCO ₃ ) och dolomit (MgCO ₃ · CaCO ₃ ).

Kol har 5 allotropa former: grafit, som visas som staplade ark. Diamanten är en kristall med kubisk struktur, tetraedrisk i form med kolatomer belägna vid dess toppar.

Amorft kol är svart pulver i form av sot. I fulleren bildar kolringarna molekylära arrangemang som liknar fotbollar. Och i grafen hittar vi ett lager kolatomer arrangerade i ett bikakemönster.

Kisel

Det är en metalloid med atomnummer 14 och atomvikt 28,09 g / mol. Det finns i jordskorpan som kiseldioxid (SiO ₂ ), sand och kvarts, såväl som i olika mineraler och silikatlera.

Kisel är det näst vanligaste elementet i jordskorpan. Den har två allotropa former: en brun amorf form och en grå kristallin form, metallisk glans och kubiska diamantkristaller.

Germanium

Det är en metalloid med atomnummer 32 och atomvikt 72,61 g / mol. Germanium är lite känt dagligen. Det finns bara som ett spår i vissa silver- och zinkmineraler, liksom i vissa koltyper och i germanit.

Den är gråvit i färgen och bildar en kubisk och diamantkristallstruktur.

Tenn

Det är en metall med atomnummer 50 och atomvikt 118,71 g / mol. Tenn är en mjuk, formbar metall med låg smältpunkt. Den har två allotropa former: ß-form, med en tetragonal kristallstruktur vid rumstemperatur; och bilda a, grå färg som finns vid temperaturer under 13 ° C.

Burk extraheras från mineralkassiteriten (SnO ₂ ).

Leda

Det är en metall med atomnummer 82 och atomvikt 207,2 g / mol. Det har en ansiktscentrerad kristallin struktur, blåvit färg och hög toxicitet för människor. Bly finns som en del av mineralgalena (PbS).

Flevorian

Det är en metall med atomnummer 114 och en atomvikt på 287 g / mol. Flevorium är ett konstgjort, radioaktivt och mycket kortlivat element. Dess egenskaper liknar egenskaperna hos ädla gaser, även om det är möjligt att det är en senare metall än övergångsmetaller.

egenskaper

Smältpunkt

Kol: 3.500 ºC (diamant).

Kisel: 1 410 ºC.

Geranium: 937,4 ° C

Plåt: 231,88 ºC.

Bly: 327,50 ºC.

Kokpunkt

Kol: 4.827 ºC (diamant).

Kisel: 2 355 ºC.

Germanium: 2.830 ° C

Tenn: 2,260 ºC.

Bly: 1 740 ºC.

Densitet

Kol: 3,51 g / cm ^{^} (diamant).

Kisel: 2,33 g / cm ^{^} .

Germanium: 5,327 g / cm ³ .

Tenn: 7,28 g / cm ^{^} .

Bly: 11,343 g / cm ³ .

Joniseringsenergi

Kol: 1 086 kJ / mol.

Kisel: 787 kJ / mol.

Germanium: 762 kJ / mol.

Tenn: 709 kJ / mol.

Bly: 716 kJ / mol.

Atomradio

Kol: 77 pm.

Kisel: 118 pm.

Germanium: 122 pm.

Burk: 140 pm.

Ledning: 175 pm.

Smält- och kokpunkten för grupp 14-element tenderar att minska när antalet och atomradie ökar.

Detta återspeglar en lägre attraktiv kraft mellan atomerna när deras storlek ökar. Samma tendens observeras i joniseringspunkterna för elementen i gruppen; ju större avståndet för en elektron från kärnan, desto lägre är den energi som krävs för dess separering.

Tvärtom, när atomantalet ökar finns det en tendens att öka elementets densitet. Detta kan bero på ett större antal protoner och neutroner, de mest massiva kärnkomponenterna.

tillämpningar

Kol

Grafit används i fiberform vid tillverkning av plast. Dessutom används det för tillverkning av pennor. Diamanten är en dyrbar juvel. Dess stora hårdhet används i borrar i oljeindustrin och i pennans spetsar för att skära glas.

Kalciumkarbid används som mellanprodukt vid framställningen av lösningsmedlen koldisulfid och koltetraklorid. Kol används i syntesen av stål- och däckfyllmedel.

Kisel

Kisel används som halvledare såväl som i olika funktioner inom elektronikindustrin. Den har applicering som smörjmedel och vattentätare. Kiseldioxid (SiO ₂ ) används för att tillverka keramik och glas, samt vara en del av betong och tegel.

Kisel används i vakuumpumpar. Det är viktigt för näring av kycklingar och råttor. även om dess väsentlighet för människan är okänd. Det är också ett reduktionsmedel som används för att frigöra magnesium från dess oxid.

Germanium

Det användes som halvledare fram till 1950, då det förflyttades av kisel; även om den fortsätter att uppfylla olika funktioner inom elektronikområdet. German används i strålningsdetektorer. Germaniumoxid används i optiska fibrer och vidvinkellinser.

Tenn

Det används för att belägga järnföremål för att skydda dem mot rost. Tenn används för svetsning och tillverkning av plåt för förpackning av livsmedel. Tennklorider används för att minska järnmineraler.

Tennföreningar har många tillämpningar. Exempelvis används tennfluorid i tandkräm; tennoxid i keramik; och kobolt stannat som ett ceruleanblått pigment. Tenn bildar också legeringar som brons och tenn.

Leda

Det används för tillverkning av bilbatterier; i skydd mot joniserande strålning; och i svetsning.

referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
2. Elizabeth Sproat, Jessica Lin och Vancy Wong. (05 juni 2019). Grupp 14: allmänna egenskaper och reaktioner. Återställd från: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2019). Kolgruppen återhämtade sig från: en.wikipedia.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21 mars 2019). Kolfamilj av element. Återställd från: thoughtco.com
5. Moeller Therald. (2019). Kolgruppselement. Encyclopædia Britannica. Återställd från: britannica.com