Karbonoidelement, egenskaper och användningsområden

1119
Anthony Golden

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

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

Träkol, det representativa elementet i gruppen kolsyror. Källa: Pxhere.

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

Värdena för 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 multipla C-C-bindningar.

Artikelindex

  • 1 Element och egenskaper
    • 1.1 Kol
    • 1.2 Kisel
    • 1.3 Germanium
    • 1.4 Tenn
    • 1.5 Bly
    • 1.6 Flevorio
  • 2 funktioner
    • 2.1 Smältpunkt
    • 2.2 Kokpunkt
    • 2.3 Densitet
    • 2.4 Joniseringsenergi
    • 2.5 Atomradie
  • 3 användningsområden
    • 3.1 Kol
    • 3.2 Kisel
    • 3.3 Germanium
    • 3.4 Tenn
    • 3.5 Bly
  • 4 Referenser

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 kolkemi, eftersom alla dess föreningar består av detta element..

Kol finns i kolhydrater, lipider, proteiner och nukleinsyror; det vill säga i alla molekyler och makromolekyler som är ansvariga för livet. Det är dock det sjutton elementet i överflöd i jordskorpan..

Kol är det enda elementet i familjen som finns i jordskorpan i ren form. Dessutom kombineras den med andra element för att bilda petroleum och karbonater i bergarter som kalcit (CaCO3magnesit (MgCO3) och dolomit (MgCO3·Tjuv3).

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

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 ordnade i form av en bikaka..

Kisel

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

Kisel är det näst vanligaste elementet i jordskorpan. Den har två allotropa former: en brun amorf 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 endast som ett spår i vissa silver- och zinkmineraler, liksom i vissa typer av kol och i germanit.

Den har gråvit färg och bildar en kubisk och diamant kristallstruktur..

Tenn

Det är en metall med atomnummer 50 och atomvikt 118,71 g / mol. Tenn är en mjuk, gjutbar metall med låg smältpunkt. Den har två allotropa former: β-form, med en tetragonal kristallstruktur vid rumstemperatur; och forma α, grå till färgen som finns vid temperaturer under 13 ° C.

Tenn extraheras från mineralkassiteriten (SnOtvå).

Leda

Det är en metall med atomnummer 82 och atomvikt 207,2 g / mol. Den har en ansiktscentrerad kristallstruktur, blåvit färg och hög toxicitet för människan. Bly finns som en del av mineral galena (PbS).

Flevorian

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

Egenskaper

Smältpunkt

Kol: 3500 ºC (diamant).

Kisel: 1410 ºC.

Geranium: 937,4 ºC.

Tenn: 231,88 ºC.

Bly: 327,50 ºC.

Kokpunkt

Kol: 4.827 ºC (diamant).

Kisel: 2 355 ºC.

Germanium: 2,830 ºC.

Tenn: 2260 ºC.

Bly: 1740 ºC.

Densitet

Kol: 3,51 g / cm3 (Diamant).

Kisel: 2,33 g / cm3.

Germanium: 5,327 g / cm3.

Tenn: 7,28 g / cm3.

Bly: 11,343 g / cm3.

Joniseringsenergi

Kol: 1086 kJ / mol.

Kisel: 787 kJ / mol.

Germanium: 762 kJ / mol.

Tenn: 709 kJ / mol.

Bly: 716 kJ / mol.

Atomradio

Kol: 77 pm.

Kisel: kl.

Germanium: kl.

Plåt: 140 pm.

Lead: 175 pm.

Smält- och kokpunktvärdena för grupp 14-element tenderar att minska när deras antal och atomradie ökar..

Detta återspeglar en lägre attraktiv kraft mellan atomerna när deras storlek ökar. Samma tendens observeras i joniseringspunkterna för gruppens element; ju större avstånd en elektron har från kärnan, desto lägre energi krävs för dess separation.

Tvärtom, när atomantalet ökar, finns det en tendens att öka densiteten hos elementet. Detta kan bero på ett större antal protoner och neutroner, kärnkomponenterna med större massa..

Applikationer

Kol

Grafit används i fiberform vid tillverkning av plast. Dessutom används den vid produktion av pennor. Diamanten är en dyrbar pärla. Dess stora hårdhet används i borrarna i oljeindustrin och i spetsarna på pennor för att skära glas.

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

Kisel

Kisel används som halvledare såväl som i olika funktioner inom elektronikindustrin. Den kan appliceras som smörjmedel och vattentätmedel. Kiseldioxid (SiOtvå) används för att tillverka keramik och glas, samt vara en del av betong och tegel.

Kisel används i vakuumpumpar. Det är viktigt vid 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

Den användes som en halvledare fram till 1950, då den fördrevs av kisel; även om den fortsätter att utföra flera funktioner inom elektronikområdet. Germanium används i strålningsdetektorer. Germaniumoxid används i optiska fibrer och vidvinkellinser.

Tenn

Den används för att belägga järnföremål för att skydda dem från rost. Tenn används vid svetsning och vid tillverkning av tennplåt för förpackning av livsmedel. Tennklorider används vid reduktion av järnmineraler.

Tennföreningar har många tillämpningar. Till exempel används tennfluorid i tandkrämer; tennoxid i keramik; och koboltstannat som ett ceruleanblått pigment. Dessutom bildar tenn legeringar som brons och tenn..

Leda

Den används vid tillverkning av bilbatterier; i skyddet mot joniserande strålning; och vid 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 utvinns från: en.wikipedia.org
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21 mars 2019). Kolfamiljen av element. Återställd från: thoughtco.com
  5. Moeller Therald. (2019). Kolgruppselement. Encyclopædia Britannica. Återställd från: britannica.com

Ingen har kommenterat den här artikeln än.