Az elemek osztályozásának egyik módja a család. A család homológ elemből áll, atomokkal azonos számú valencia elektronval, és így hasonló kémiai tulajdonságokkal. Az elemcsaládokra példa a nitrogén-, az oxigén- és a szén-család.
Kulcsfontosságú elvihető termékek: szén-dioxid-család
- A széncsalád szén (C), szilícium (Si), germánium (Ge), ón (Sn), ólom (Pb) és flerovium (Fl) elemekből áll.
- Ebben a csoportban az elemek atomjainak négy vegyérték-elektronuk van.
- A széncsalád úgy is ismert, mint a széncsoport, a 14. csoport vagy a tetrerek.
- A család elemei kulcsfontosságúak a félvezető technológia szempontjából.
Mi a szén család?
Az szén a család a periódusos táblázat. A széncsalád öt elemből áll: szén, szilícium, germánium, ón és ólom. Valószínű, hogy a 114 elem, Flerovium, bizonyos tekintetben a család tagjaként fog viselkedni. Más szavakkal: a csoport szénből és közvetlenül a periódusos rendszer alatt található elemekből áll. A széncsalád szinte a periódusos rendszer közepén helyezkedik el, jobb oldalán nem fémek, bal oldalán fémek.
A széncsaládot széncsoportnak, 14. csoportnak vagy IV csoportnak is nevezzük. Egyszerre ezt a családot tetreleknek vagy tetragéneknek nevezték, mivel az elemek a IV csoporthoz tartoztak, vagy hivatkozva ezen elemek atomjainak négy vegyérték-elektronjára. A családot kristálygéneknek is nevezik.
Széncsalád-tulajdonságok
Íme néhány tény a széncsaládról:
- A széncsalád olyan atomokat tartalmaz, amelyek külső energiaszintjében 4 elektron van. Ezen elektronok közül kettő a s subhell, míg 2 a p alburok. Csak a szénnek van s2 külső konfiguráció, amely a szén és a család többi elemének némely különbségét tükrözi.
- Mint te mozgassa le a periódusos táblát a széncsaládban az atomi sugár és az ion sugara növekszik, miközben az elektronegativitás és ionizációs energia csökken. Az atomméret növekszik a csoport lefelé mozogásakor, mivel további elektronhéjat adnak hozzá.
- Az elem sűrűsége növekszik a csoport lefelé történő mozgatásával.
- A széncsalád egy nemfémet (szén), kettőt tartalmaz félfémet (szilícium és germánium) és kettő fémek (ón és ólom). Más szavakkal, az elemek fémessé válnak, mozogva a csoporton.
- Ezek az elemek számos vegyületben megtalálhatók. A szén az egyetlen elem a csoportban, amely a természetben tiszta.
- A széncsalád-elemek fizikailag és nagymértékben változnak kémiai tulajdonságok.
- Összességében a széncsalád-elemek stabilak és általában nem reagálnak.
- Az elemek általában kialakulnak kovalens vegyületek, bár ón és ólom is képeznek ionos vegyületek.
- Az ólom kivételével az összes széncsalád-elem különféle formában vagy allotrópként létezik. A szén például gyémánt, grafit, fullerén és amorf szén allotropokban fordul elő. Az ón fehér ón, szürke ón és rombos ón formájában fordul elő. Az ólom csak sűrű, kék-szürke fémként található meg.
- A 14. csoport (széncsalád) elemek sokkal magasabb olvadásponttal és forrásponttal rendelkeznek, mint a 13. csoport elemei. Az olvadás és a forráspont a széncsaládban csökken a csoport lefelé történő mozgatásával, főleg azért, mert a nagyobb molekulák atomi erői nem olyan erősek. Például az ólom olvadáspontja olyan alacsony, hogy lánggal könnyen cseppfolyósítja. Ez a forrasztás alapjául szolgál.
A széntartalmú elemek és vegyületek felhasználása
A szén család elemei fontosak a mindennapi életben és az iparban. A szén az organikus élet alapja. Allotrope grafitját használják ceruzákban és rakétákban. Az élő szervezetek, a fehérjék, a műanyagok, az élelmiszerek és az organikus építőanyagok mindegyike széntartalmú. A szilikonokat, amelyek szilíciumvegyületek, kenőanyagok előállításához és vákuumszivattyúkhoz használják. Szilíciumot használnak oxidként üveggyártáshoz. A germánium és a szilícium fontos félvezetők. Ónát és ólmát használják ötvözetekben és pigmentek előállításához.
Széncsalád - 14. csoport - tények
C | Si | Ge | Sn | Pb | |
olvadáspont (° C) | 3500 (gyémánt) | 1410 | 937.4 | 231.88 | 327.502 |
forráspont (° C) | 4827 | 2355 | 2830 | 2260 | 1740 |
sűrűség (g / cm3)3) | 3,51 (gyémánt) | 2.33 | 5.323 | 7.28 | 11.343 |
ionizációs energia (kJ / mol) | 1086 | 787 | 762 | 709 | 716 |
atomsugár (pm) | 77 | 118 | 122 | 140 | 175 |
ionsugár (pm) | 260 (C4-) | -- | -- | 118 (Sn2+) | 119 (Pb2+) |
szokásos oxidációs szám | +3, -4 | +4 | +2, +4 | +2, +4 | +2, +3 |
keménység (Mohs) | 10 (gyémánt) | 6.5 | 6.0 | 1.5 | 1.5 |
kristályszerkezet | köbös (gyémánt) | kocka alakú | kocka alakú | négyszögű | FCC |
Forrás
- Holt, Rinehart és Winston. "Modern kémia (Dél-Karolina)." Harcourt oktatás, 2009.