Aprenda sobre la familia de elementos de carbono

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Una forma de clasificar elementos es por familia. Una familia consiste en un elemento homólogo con átomos que tienen el mismo número de electrones de valencia y, por lo tanto, propiedades químicas similares. Ejemplos de familias de elementos son la familia de nitrógeno, la familia de oxígeno y la familia de carbono.

Conclusiones clave: familia de elementos de carbono

  • La familia del carbono consta de los elementos carbono (C), silicio (Si), germanio (Ge), estaño (Sn), plomo (Pb) y flerovio (Fl).
  • Los átomos de los elementos en este grupo tienen cuatro electrones de valencia.
  • La familia del carbono también se conoce como grupo de carbono, grupo 14 o tetrels.
  • Los elementos de esta familia son de importancia clave para la tecnología de semiconductores.

¿Qué es la familia del carbono?

los carbón la familia es el grupo de elementos 14 de la tabla periódica. La familia del carbono consta de cinco elementos: carbono, silicio, germanio, estaño y plomo. Es probable que el elemento 114, flerovium, también se comportará en algunos aspectos como miembro de la familia. En otras palabras, el grupo consiste en carbono y los elementos directamente debajo de él en la tabla periódica. La familia de carbono se encuentra casi en el medio de la tabla periódica, con no metales a su derecha y metales a su izquierda.

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La familia de carbono también se llama grupo de carbono, grupo 14 o grupo IV. En un momento, esta familia se llamaba tetrels o tetrágenos porque los elementos pertenecían al grupo IV o como referencia a los cuatro electrones de valencia de los átomos de estos elementos. La familia también se llama cristalogens.

Propiedades de la familia del carbono

Aquí hay algunos datos sobre la familia del carbono:

  • Los elementos de la familia del carbono contienen átomos que tienen 4 electrones en su nivel de energía exterior. Dos de estos electrones están en el s subshell, mientras que 2 están en el pags subshell. Solo el carbono tiene el s2 configuración externa, que explica algunas de las diferencias entre el carbono y otros elementos en la familia.
  • Como tu mover hacia abajo la tabla periódica en la familia del carbono, el radio atómico y el radio iónico aumentan mientras que la electronegatividad y energía de ionización disminución. El tamaño del átomo aumenta moviéndose hacia abajo en el grupo porque se agrega una capa de electrones adicional.
  • La densidad del elemento aumenta moviéndose hacia abajo en el grupo.
  • La familia de carbono consta de un no metal (carbono), dos metaloides (silicio y germanio), y dos rieles (estaño y plomo). En otras palabras, los elementos ganan metalicidad al descender por el grupo.
  • Estos elementos se encuentran en una amplia variedad de compuestos. El carbono es el único elemento en el grupo que se puede encontrar puro en la naturaleza.
  • Los elementos de la familia del carbono tienen propiedades físicas y propiedades químicas.
  • En general, los elementos de la familia del carbono son estables y tienden a ser bastante no reactivos.
  • Los elementos tienden a formarse compuestos covalentes, aunque también se forman estaño y plomo Compuestos iónicos.
  • Excepto el plomo, todos los elementos de la familia del carbono existen como diferentes formas o alótropos. El carbono, por ejemplo, ocurre en diamantes, grafito, fullereno y alótropos de carbono amorfo. El estaño ocurre como estaño blanco, estaño gris y estaño rómbico. El plomo solo se encuentra como un denso metal azul grisáceo.
  • Los elementos del grupo 14 (familia del carbono) tienen puntos de fusión y puntos de ebullición mucho más altos que los elementos del grupo 13. Los puntos de fusión y ebullición en la familia del carbono tienden a disminuir al descender el grupo, principalmente porque las fuerzas atómicas dentro de las moléculas más grandes no son tan fuertes. El plomo, por ejemplo, tiene un punto de fusión tan bajo que se puede licuar fácilmente con una llama. Esto lo hace útil como base para la soldadura.

Usos de los elementos y compuestos de la familia del carbono

Los elementos de la familia del carbono son importantes en la vida diaria y en la industria. El carbono es la base de la vida orgánica. Su grafito alótropo se usa en lápices y cohetes. Los organismos vivos, las proteínas, los plásticos, los alimentos y los materiales de construcción orgánicos contienen carbono. Las siliconas, que son compuestos de silicio, se utilizan para fabricar lubricantes y para bombas de vacío. El silicio se usa como óxido para hacer vidrio. El germanio y el silicio son semiconductores importantes. El estaño y el plomo se usan en aleaciones y para hacer pigmentos.

Familia del carbono - Grupo 14 - Datos del elemento

C Si Ge Sn Pb
punto de fusión (° C) 3500 (diamante) 1410 937.4 231.88 327.502
punto de ebullición (° C) 4827 2355 2830 2260 1740
densidad (g / cm3) 3.51 (diamante) 2.33 5.323 7.28 11.343
energía de ionización (kJ / mol) 1086 787 762 709 716
radio atómico (pm) 77 118 122 140 175
radio iónico (pm) 260 (C4-) -- -- 118 (Sn2+) 119 (Pb2+)
número de oxidación habitual +3, -4 +4 +2, +4 +2, +4 +2, +3
dureza (Mohs) 10 (diamante) 6.5 6.0 1.5 1.5
estructura cristalina cúbico (diamante) cúbico cúbico tetragonal fcc

Fuente

  • Holt, Rinehart y Winston. "Química moderna (Carolina del Sur)". Harcourt Education, 2009.
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