Vel, du er klar over karbon. Er det ikke? Det være seg i kapitlet om åndedrett eller miljøvern, du har hørt nok om karbon. Imidlertid er det faktisk ikke nok! Det er så mye mer i historien. I dette kapittelet vil vi se på karbonfamilien eller elementet 14. Vi vil se på deres fysiske og kjemiske egenskaper, med eksempler. La oss begynne.
Foreslåtte videoer
) nei-gjenta 50% 50 %; bakgrunnsstørrelse: omslag «> 
) ikke gjenta 50% 50%; bakgrunnsstørrelse: omslag»>
) nei-gjenta 50% 50%; bakgrunnsstørrelse: omslag «>
Karbonfamilien
Disse elementene tilhører p -blokk av elementer i det periodiske systemet. Vi kan altså vite at deres elektroniske konfigurasjon er ns2np2. La oss først se nærmere på alle medlemmene i denne gruppen.
Elements of Carbon Family
- Karbon er det første elementet i denne 14. gruppen av elementer. Det er et av de mest tilgjengelige elementene som finnes på jorden vår. Vi kan finne det i både kombinerte og frie tilstander. Vi finner det vanligvis i luft, polymerer, organiske forbindelser, karbonater etc. Den har tre isotoper, nemlig 12C, 13C og 14C hvor 14C er radioaktiv.
- Silisium er et vanlig element i støv, sand, leire, stein, silika og silikatmineraler. Vi kan knapt finne det som et rent el mente. Det er verken et ikke-metall eller et metall. Faktisk er det en metalloid.
- Germanium er et sjeldent element som vi bruker i produksjonen av halvlederanordninger. Rent germanium er en utmerket halvleder. Imidlertid forekommer det bare i spor da det er for reaktivt til å bli funnet i elementær tilstand.
- Tinn er et mykt, formbart metall med lavt smeltepunkt. Det er hovedsakelig hentet fra mineralkassiteritt. Den har to hovedallotroper ved vanlig trykk og temperatur.
- Bly, også rørlegger, er hentet fra Galena. Vi finner den vanlige bruken ved fremstilling av blybatterier, oksidasjonsmidler og legeringer. Bly er giftig for oss mennesker.
Lær mer om gruppe 16-elementer her.
Elektronisk konfigurasjon av karbonfamilien
Elektronisk konfigurasjon av et atom er ingenting annet enn en illustrasjon av utformingen av elektroner fordelt mellom underskjellene og orbitalene. Ved denne konfigurasjonen av elektroner kan vi forstå de forskjellige fysiske og kjemiske egenskapene til elementene. Kjemien bak elementene kan bestemmes ved å studere antall valenselektroner i de ytterste skallene.
Før vi forstår den elektroniske konfigurasjonen av elementer, må vi forstå reglene for å tilordne elektronene til orbitalene. Det er mange prinsipper som hjelper oss med det. Disse inkluderer Paulis utelukkelsesprinsipp, Hund’srule of maximum multiplicity og Aufbau-prinsippet.
Elektroner fyller orbitalene på en slik måte at energien til atomet er på et minimum. Derfor fyller elektronene til et element energinivåene i økende rekkefølge i henhold til Aufbau-prinsippet. Pauli definerte et sett med unike kvantetall for hvert elektron. Pauli-ekskluderingsprinsipp sier at alle de fire kvantetallene for to elektroner i et atom aldri kan være like.
I følge Hunds regel finner paringen av elektroner i en bane bare sted når alle underskjellene ha ett elektron hver. Den generelle elektroniske konfigurasjonen til disse gruppe 14-elementene er ns2np2. Disse elementene har 2 elektroner i de ytterste p-orbitalene.Den elektroniske konfigurasjonen av gruppe 14-elementer er som følger:
Periode
|
Element
|
Symbol
|
Atomnummer
|
Elektronisk konfigurasjon
|
| 2 |
Karbon |
C |
6 |
2s2 2p2 |
| 3 |
Silisium |
Si |
14 |
3s2 3p2 |
| 4 |
Germanium |
Ge |
32 |
3d10 4s2 4p2 |
5
Tinn |
Sn |
50 |
4d10 5s2 5p2 |
| 6 |
Lead |
Pb |
82 |
4f14 5d10 6s2 6p2 |
Da alle elementene i gruppe 14 har 4 elektroner i det ytterste skallet, er valensen til gruppe 14-elementene 4. De bruker disse elektronene i bindingsdannelsen for å oppnå oktett konfigurasjon.
Lær mer om Gruppe 17-elementer her.
Egenskaper og trender i Element 14
1) Kovalent radius
Som vi bevege seg nedover i gruppen, øker den kovalente radiusen. Derfor er det en betydelig økning i radius fra karbon til silisium. Legg ut det, forskjellen er mindre betydelig. Årsaken kan tilskrives d- og f-orbitalene som er fullstendig fylt med de tyngre medlemmene.
2) Ionisasjonsentalpi
Når vi beveger oss nedover i gruppen, merker vi at ioniseringsentalpiene reduseres. . Dette er på grunn av økningen i avstanden fra kjernen. Det er en betydelig reduksjon av ioniseringsentalpi fra karbon til silisium. Legg ut det, forskjellen er mindre betydelig. Det er en liten økning i ioniseringsentalpi fra tinn til bly på grunn av den dårlige skjermingseffekten av d- og f-orbitalene.
Lær mer om s-Block Elements her.
Løst eksempel for deg
Spørsmål: Hvordan varierer elektronegativiteten langs Gruppe 14-elementene?
Svar: Når vi beveger oss nedover i gruppen, avtar elektronegativiteten generelt. Årsaken bak denne uregelmessigheten er på grunn av fyllingen av mellomliggende d- og f-atomorbitaler. Elektronegativiteten er imidlertid nesten den samme fra silisium til bly.
