Eden od načinov za razvrščanje elementov je družina. Družino sestavlja homologen element z atomi, ki imajo enako število valenčnih elektronov in s tem podobne kemijske lastnosti. Primeri družin elementov so družina dušika, družina kisika in družina ogljika.
Ključni odvzemi: ogljikova družina elementov
- Družino ogljika sestavljajo elementi ogljik (C), silicij (Si), germanij (Ge), kositer (Sn), svinec (Pb) in flerovij (Fl).
- Atomi elementov v tej skupini imajo štiri valenčne elektrone.
- Družina ogljika je znana tudi kot skupina ogljika, skupina 14 ali tetrela.
- Elementi v tej družini so ključnega pomena za polprevodniško tehnologijo.
Kaj je karbonska družina?
The ogljik Družina je skupina elementov 14 periodična tabela. Družino ogljika sestavlja pet elementov: ogljik, silicij, germanij, kositer in svinec. Verjetno je element 114, flerovium, se bo v določenih pogledih tudi obnašal kot družinski član. Z drugimi besedami, skupina je sestavljena iz ogljika in elementov neposredno pod njim na periodični tabeli. Družina ogljika se nahaja skoraj na sredini periodične tabele, z nemetali na desni in kovinami na levi strani.
Družino ogljika imenujemo tudi skupina ogljika, skupina 14 ali skupina IV. Nekoč so to družino poimenovali tetreli ali tetrageni, ker so elementi spadali v skupino IV ali kot referenca na štiri valenčne elektrone atomov teh elementov. Družino imenujejo tudi kristalogeni.
Lastnosti družine ogljika
Tu je nekaj dejstev o družini ogljika:
- Elementi družine ogljika vsebujejo atome, ki imajo v svoji zunanji energijski ravni 4 elektrone. Dva od teh elektronov sta v s podsklada, medtem ko sta 2 v str poddružina. Samo ogljik ima s2 zunanja konfiguracija, ki predstavlja nekatere razlike med ogljikom in drugimi elementi v družini.
- Kot ti premaknite se po periodični tabeli v družini ogljika se povečata atomski polmer in ionski polmer, medtem ko elektronegativnost in ionizacijska energija zmanjšanje. Velikost atoma poveča gibanje po skupini, ker je dodana dodatna lupina elektronov.
- Gostota elementov se poveča pri premikanju po skupini.
- Družina ogljika je sestavljena iz enega nemetala (ogljika), dveh metalloidi (silicij in germanij) in dve kovine (kositer in svinec). Z drugimi besedami, elementi pridobivajo kovino, ki se premika po skupini.
- Ti elementi najdemo v najrazličnejših spojinah. Ogljik je edini element v skupini, ki ga v naravi najdemo čisto.
- Elementi družine ogljika imajo zelo različne fizikalne in fizikalne lastnosti kemijske lastnosti.
- Na splošno so elementi družine ogljika stabilni in ponavadi dokaj nereaktivni.
- Elementi se navadno tvorijo kovalentne spojine, čeprav tvorita tudi kositer in svinec ionske spojine.
- Razen svinca vsi elementi iz družine ogljika obstajajo kot različne oblike ali alotropi. Ogljik se na primer pojavlja v diamantnih, grafitnih, fulerenskih in amorfnih ogljikovih alotropih. Kositer se pojavlja v obliki belega, sivega kositra in rombičnega kositra. Svinec najdemo le kot gosto modro-sivo kovino.
- Elementi skupine 14 (ogljikova družina) imajo veliko višja tališča in vrelišča kot elementi skupine 13. Tališča in vrelišča v družini ogljika zmanjšujejo gibanje po skupini, predvsem zato, ker atomske sile znotraj večjih molekul niso tako močne. Na primer, svinec ima tako nizko tališče, da ga zlahka utekočini plamen. Zaradi tega je uporaben kot osnova za spajkanje.
Uporaba ogljikovih družinskih elementov in spojin
Elementi družine ogljika so pomembni v vsakdanjem življenju in industriji. Ogljik je osnova za organsko življenje. Njegov alotropski grafit se uporablja v svinčnikih in raketah. Živi organizmi, beljakovine, plastika, hrana in organski gradbeni materiali vsebujejo ogljik. Silikoni, ki so silicijeve spojine, se uporabljajo za izdelavo maziv in za vakuumske črpalke. Silicij se uporablja kot njegov oksid za izdelavo stekla. Germanij in silicij sta pomembna polprevodnika. Kositer in svinec se uporabljata v zlitinah in za proizvodnjo pigmentov.
Družina ogljika - skupina 14 - elementi dejstva
C | Si | Ge | Sn | Pb | |
tališče (° C) | 3500 (diamant) | 1410 | 937.4 | 231.88 | 327.502 |
vrelišče (° C) | 4827 | 2355 | 2830 | 2260 | 1740 |
gostota (g / cm)3) | 3,51 (diamant) | 2.33 | 5.323 | 7.28 | 11.343 |
ionizacijska energija (kJ / mol) | 1086 | 787 | 762 | 709 | 716 |
atomski polmer (pm) | 77 | 118 | 122 | 140 | 175 |
ionski polmer (pm) | 260 (C4-) | -- | -- | 118 (Sn2+) | 119 (Pb2+) |
običajna oksidacijska številka | +3, -4 | +4 | +2, +4 | +2, +4 | +2, +3 |
trdota (Mohs) | 10 (diamant) | 6.5 | 6.0 | 1.5 | 1.5 |
kristalna struktura | kubična (diamantna) | kubični | kubični | tetragonalni | fcc |
Vir
- Holt, Rinehart in Winston. "Sodobna kemija (Južna Karolina)." Harcourt Education, 2009.