Karbonoidelementer, egenskaper og bruksområder

1222
Basil Manning

De karbonider er alle elementene som utgjør den såkalte karbonfamilien, gruppe 14 (IVA) i det periodiske systemet. Gruppen består av et ikke-metallisk element, karbon; to metalloide elementer, silisium og germanium; og tre metallelementer: tinn, bly og flevorium.

Disse elementene har fire elektroner i deres ytterste elektroniske skall, med ns-konfigurasjonentonpto. De pleier å bruke +4 oksidasjonstilstand; Med unntak av bly, som på grunn av effekten av paret inerte elektroner bruker oksidasjonstilstanden +2.

Kull, det representative elementet i gruppen karbonider. Kilde: Pxhere.

Elementene som tilhører denne familien er kjemisk stabile, ikke veldig reaktive. Men de er i stand til å danne hydrider og halogenider. Videre har elementene en tendens til å danne kovalente bindinger; selv om tinn og bly (begge metaller) har en tendens til å danne metallbindinger.

Verdiene av smeltepunkter, kokepunkter og ioniseringsenergi har en tendens til å synke når atomnummeret til elementene i gruppen øker. På samme måte reduseres effektive sammenkoblinger, noe som fører til karbon og dets flere C-C-bindinger.

Artikkelindeks

  • 1 Elementer og egenskaper
    • 1.1 Karbon
    • 1.2 Silisium
    • 1.3 Germanium
    • 1.4 Tinn
    • 1.5 Bly
    • 1.6 Flevorio
  • 2 funksjoner
    • 2.1 Smeltepunkt
    • 2.2 Kokepunkt
    • 2.3 Tetthet
    • 2.4 Ioniseringsenergi
    • 2.5 Atomeradius
  • 3 bruksområder
    • 3.1 Karbon
    • 3.2 Silisium
    • 3.3 Germanium
    • 3.4 Tinn
    • 3.5 Bly
  • 4 Referanser

Elementer og egenskaper

Karbon

Ikke-metallisk element med atomnummer 6 og atomvekt 12,011 g / mol. Karbon er et så viktig element at organisk kjemi kalles karbonkjemi, siden alle dets forbindelser består av dette elementet..

Karbon er tilstede i karbohydrater, lipider, proteiner og nukleinsyrer; det vil si i alle molekylene og makromolekylene som er ansvarlige for livet. Imidlertid er det det syttende elementet i overflod i jordskorpen..

Karbon er det eneste elementet i familien som finnes i jordskorpen i ren form. I tillegg kombineres det med andre grunnstoffer for å danne petroleum og karbonater i bergarter som kalsitt (CaCO3), magnesitt (MgCO3) og dolomitt (MgCO3·Tyv3).

Karbon har 5 allotropiske former: grafitt, som ser ut som stablet ark. Diamant er en krystall med kubisk struktur, tetrahedral i form med karbonatomer plassert i toppunktene..

Amorf karbon er svart pulver i form av sot. I fulleren danner karbonringene molekylære ordninger som fotballkuler. Og i grafen finner vi et lag karbonatomer ordnet i form av en bikake..

Silisium

Det er en metalloid med atomnummer 14 og atomvekt 28,09 g / mol. Den finnes i jordskorpen som silika (SiOto), sand og kvarts, samt forskjellige mineraler og silikatleire.

Silisium er det nest mest utbredte elementet i jordskorpen. Den har to allotrope former: en brun amorf og en grå krystallinsk form, metallisk glans og kubiske diamantkrystaller..

Germanium

Det er en metalloid med atomnummer 32 og atomvekt 72,61 g / mol. Germanium er lite kjent på daglig basis. Det finnes bare som spor i noen sølv- og sinkmineraler, så vel som i noen typer kull og på germanitt..

Den er gråhvit i fargen og danner en kubisk og diamant krystallinsk struktur..

Tinn

Det er et metall med atomnummer 50 og atomvekt 118,71 g / mol. Tinn er et mykt, støpbart metall med lavt smeltepunkt. Den har to allotrope former: β-form, med en tetragonal krystallstruktur ved romtemperatur; og danner α, grå i fargen ved temperaturer under 13 ºC.

Tinn ekstraheres fra mineralkassiteritt (SnOto).

Lede

Det er et metall med atomnummer 82 og atomvekt 207,2 g / mol. Den har en ansiktssentrert krystallstruktur, blåhvit farge og høy toksisitet for mennesker. Bly er funnet som en del av mineralet galena (PbS).

Flevoriansk

Det er et metall med atomnummer 114 og en atomvekt på 287 g / mol. Flevorium er et kunstig, radioaktivt og veldig kortvarig element. Dens egenskaper ligner på edelgasser, selv om det er mulig at det er et senere metall enn overgangsmetaller.

Kjennetegn

Smeltepunkt

Karbon: 3500 ºC (diamant).

Silisium: 1410 ºC.

Geranium: 937,4 ºC.

Tinn: 231,88 ºC.

Bly: 327,50 ºC.

Kokepunkt

Karbon: 4.827 ºC (diamant).

Silisium: 2,355 ºC.

Germanium: 2,830 ºC.

Tinn: 2260 ºC.

Bly: 1.740 ºC.

Tetthet

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

Silisium: 2,33 g / cm3.

Germanium: 5,327 g / cm3.

Tinn: 7,28 g / cm3.

Bly: 11,343 g / cm3.

Ioniseringsenergi

Karbon: 1.086 kJ / mol.

Silisium: 787 kJ / mol.

Germanium: 762 kJ / mol.

Tinn: 709 kJ / mol.

Bly: 716 kJ / mol.

Atomic radio

Karbon: 77 pm.

Silisium: kl.

Germanium: kl.

Tinn: 140 pm.

Lead: 175 pm.

Smelte- og kokepunktsverdiene til gruppe 14-elementer har en tendens til å avta etter hvert som antall og atomradius øker..

Dette gjenspeiler en lavere attraktiv kraft mellom atomene når størrelsen øker. Den samme tendensen observeres i ioniseringspunktene til elementene i gruppen; jo større avstand et elektron har fra kjernen, desto lavere er energien som kreves for separasjonen.

Tvert imot, når atomnummeret øker, er det en tendens til å øke tettheten til elementet. Dette kan skyldes et større antall protoner og nøytroner, kjernekomponentene med større masse..

applikasjoner

Karbon

Grafitt brukes i fiberform ved fremstilling av plast. I tillegg brukes den til produksjon av blyanter. Diamanten er en dyrebar perle. Den store hardheten brukes i øvelsene i oljeindustrien og i blyantspissene for å kutte glass.

Kalsiumkarbid brukes som et mellomprodukt i produksjonen av løsningsmidlene karbondisulfid og karbontetraklorid. Karbon brukes i syntesen av stål og dekkfyllstoffer.

Silisium

Silisium brukes som halvleder, så vel som i forskjellige funksjoner i elektronikkindustrien. Den kan brukes som smøremiddel og vanntettingsmiddel. Silika (SiOto) brukes til å lage keramikk og glass, samt å være en komponent av betong og murstein.

Silisium brukes i vakuumpumper. Det er viktig i ernæring av kyllinger og rotter; selv om dens essensialitet for mennesket er ukjent. Det er også et reduksjonsmiddel som brukes til å frigjøre magnesium fra oksidet.

Germanium

Den ble brukt som halvleder til 1950, da den ble fortrengt av silisium; selv om det fortsetter å utføre flere funksjoner innen elektronikk. Germanium brukes i strålingsdetektorer. Germaniumoksid brukes i optiske fibre og vidvinkellinser.

Tinn

Den brukes til å belegge jernobjekter for å beskytte dem mot rust. Tinn brukes til sveising og til fremstilling av blikk for emballasje av mat. Tinnklorider brukes til reduksjon av jernmineraler.

Tinnforbindelser har mange anvendelser. Tannfluorid brukes for eksempel i tannkremer; tinnoksid i keramikk; og kobolt stannat som et ceruleanblått pigment. I tillegg danner tinn legeringer som bronse og tinn..

Lede

Den brukes til fremstilling av bilbatterier; i beskyttelsen mot ioniserende stråling; og i sveising.

Referanser

  1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
  2. Elizabeth Sproat, Jessica Lin og Vancy Wong. (5. juni 2019). Gruppe 14: generelle egenskaper og reaksjoner. Gjenopprettet fra: chem.libretexts.org
  3. Wikipedia. (2019). Karbongruppe utvunnet fra: en.wikipedia.org
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21. mars 2019). Carbon Family of Elements. Gjenopprettet fra: thoughtco.com
  5. Moeller Therald. (2019). Element av karbongruppe. Encyclopædia Britannica. Gjenopprettet fra: britannica.com

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.