Welnu, u bent zich bewust van koolstof. Is het niet? Of het nu in uw hoofdstuk over ademhaling of milieubescherming is, u heeft genoeg gehoord over koolstof. Maar dat is eigenlijk niet genoeg! Er is zoveel meer in het verhaal. In dit hoofdstuk kijken we naar de koolstoffamilie of element 14. We kijken naar hun fysische en chemische eigenschappen, met voorbeelden. Laten we beginnen.
Aanbevolen video’s
) niet herhalen 50% 50 %; background-size: cover “> 
) no-repeat 50% 50%; background-size: cover”>
) niet herhalen 50% 50%; background-size: cover “>
The Carbon Family
Deze elementen behoren tot de p -blok van elementen in het periodiek systeem. We kunnen dus weten dat hun elektronische configuratie ns2np2 is. Laten we eerst alle leden van deze groep in meer detail bekijken.
Elements of Carbon Family
- Koolstof is het eerste element in deze 14e groep elementen. Het is een van de meest overvloedig beschikbare elementen die op onze aarde aanwezig zijn. We kunnen het zowel in gecombineerde als in vrije staten vinden. We vinden het meestal in lucht, polymeren, organische verbindingen, carbonaten enz. Het heeft drie isotopen, namelijk 12C, 13C en 14C waar 14C radioactief is.
- Silicium is een veel voorkomend element in stof, zand, klei, steen, silica en silicaatmineralen. We kunnen het nauwelijks als een puur ele vinden ment. Het is noch een niet-metaal, noch een metaal. In feite is het een metalloïde.
- Germanium is een zeldzaam element dat we gebruiken bij de fabricage van halfgeleiderapparaten. Zuiver germanium is een uitstekende halfgeleider. Het komt echter alleen in sporen voor omdat het te reactief is om in de elementaire toestand te worden aangetroffen.
- Tin is een zacht, vervormbaar metaal met een laag smeltpunt. Het wordt voornamelijk gewonnen uit het mineraal cassiteriet. Het heeft twee hoofdallotropen bij regelmatige druk en temperatuur.
- Lood, ook loodrecht, wordt verkregen uit Galena. We vinden het algemeen gebruik bij het maken van loodzuurbatterijen, oxidatiemiddelen en legeringen. Lood is giftig voor ons, de mensen.
Lees hier meer over Groep 16 Elementen.
Elektronische configuratie van de koolstoffamilie
Elektronische configuratie van een atoom is niets anders dan een illustratie van de lay-out van elektronen verdeeld over de subschillen en orbitalen. Door deze configuratie van elektronen kunnen we de verschillende fysische en chemische eigenschappen van de elementen begrijpen. De chemie achter de elementen kan worden bepaald door het aantal valentie-elektronen in de buitenste schalen te bestuderen.
Voordat we de elektronische configuratie van elementen begrijpen, moeten we de regels begrijpen voor het toewijzen van elektronen in de orbitalen. Er zijn veel principes die ons daarbij helpen. Deze omvatten het uitsluitingsprincipe van Pauli, de Hund-regel van maximale multipliciteit en het Aufbau-principe.
Elektronen vullen de orbitalen op zo’n manier dat de energie van het atoom minimaal is. Daarom vullen de elektronen van een element de energieniveaus in oplopende volgorde volgens het Aufbau-principe. Pauli definieerde een reeks unieke kwantumgetallen voor elk elektron. Het uitsluitingsprincipe van Pauli stelt dat alle vier de kwantumgetallen voor twee elektronen in een atoom nooit hetzelfde kunnen zijn.
Volgens de regel van Hund vindt het paren van elektronen in een orbitaal alleen plaats als alle subschillen hebben elk een elektron. De algemene elektronische configuratie van deze elementen uit groep 14 is ns2np2. Deze elementen hebben 2 elektronen in de buitenste p-orbitalen.De elektronische configuratie van elementen uit groep 14 is als volgt:
Period |
Element |
Symbool |
Atoomnummer |
Elektronische configuratie |
| 2 | Carbon | C | 6 | 2s2 2p2 |
| 3 | Silicium | Si | 14 | 3s2 3p2 |
| 4 | Germanium | Ge | 32 | 3d10 4s2 4p2 |
| Tin | Sn | 50 | 4d10 5s2 5p2 | |
| 6 | Lead | Pb | 82 | 4f14 5d10 6s2 6p2 |
Aangezien alle elementen in groep 14 4 elektronen hebben in de buitenste schil, is de valentie van groep-14 elementen 4. Ze gebruiken deze elektronen bij de vorming van bindingen om een octet te verkrijgen configuratie.
Lees hier meer over Groep 17 Elementen.
Eigenschappen en trends in Element 14
1) Covalente straal
Zoals we ga naar beneden in de groep, de covalente straal neemt toe. Daarom is er een aanzienlijke toename in straal van koolstof naar silicium. Post dat, het verschil is minder groot. De reden kan worden toegeschreven aan de d- en f-orbitalen die volledig gevuld zijn met de zwaardere leden.
2) Ionisatie-enthalpie
Als we verder naar beneden gaan in de groep, merken we dat de ionisatie-enthalpieën afnemen . Dit komt door de toename van de afstand tot de kern. Er is een aanzienlijke afname van de ionisatie-enthalpie van koolstof naar silicium. Post dat, het verschil is minder groot. Er is een lichte toename in ionisatie-enthalpie van tin naar lood vanwege het slechte afschermende effect van de d- en f-orbitalen.
Lees hier meer over s-Block Elements.
Opgelost voorbeeld voor jou
V: Hoe varieert de elektronegativiteit langs de elementen van Groep 14?
Antw .: Naarmate we verder in de groep gaan, neemt de elektronegativiteit in het algemeen af. De reden achter deze onregelmatigheid is vanwege het vullen van tussenliggende d en f atomaire orbitalen. De elektronegativiteit is echter bijna hetzelfde van silicium tot lood.