Bem, você conhece o carbono. Não é? Seja em seu capítulo sobre respiração ou proteção ambiental, você já ouviu falar o suficiente sobre carbono. No entanto, isso não é suficiente! Há muito mais nesta história. Neste capítulo, veremos a família do carbono ou elemento 14. Veremos suas propriedades físicas e químicas, com exemplos. Vamos começar.
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A família de carbono
Esses elementos pertencem ao p -bloco de elementos na tabela periódica. Podemos, portanto, saber que sua configuração eletrônica é ns2np2. Vejamos primeiro todos os membros deste grupo com mais detalhes.
Elementos da família de carbono
- Carbono é o primeiro elemento neste 14º grupo de elementos. É um dos elementos mais abundantemente disponíveis em nossa terra. Podemos encontrá-lo em estados combinados e livres. Geralmente o encontramos em ar, polímeros, compostos orgânicos, carbonatos etc. Tem três isótopos, a saber, 12C, 13C e 14C, onde 14C é radioativo.
- O silício é um elemento comum em poeira, areia, argila, pedra, sílica e minerais de silicato. Dificilmente podemos encontrá-lo como um elemento puro ment. Não é nem metal nem não metal. Na verdade, é um metalóide.
- O germânio é um elemento raro que usamos na fabricação de dispositivos semicondutores. O germânio puro é um excelente semicondutor. No entanto, ocorre apenas em vestígios, pois é muito reativo para ser encontrado no estado elementar.
- O estanho é um metal macio e maleável com um baixo ponto de fusão. É obtido principalmente a partir do mineral cassiterita. Tem dois alótropos principais a pressão e temperatura regulares.
- O chumbo, também plumbado, é obtido da Galena. Encontramos seu uso comum na fabricação de baterias de chumbo-ácido, agentes oxidantes e ligas. O chumbo é tóxico para nós, humanos.
Saiba mais sobre os elementos do grupo 16 aqui.
Configuração eletrônica da família de carbono
A configuração eletrônica de um átomo nada mais é do que uma ilustração do layout dos elétrons distribuídos entre as sub-camadas e orbitais. Por meio dessa configuração de elétrons, podemos entender as várias propriedades físicas e químicas dos elementos. A química por trás dos elementos pode ser determinada estudando o número de elétrons de valência nas camadas mais externas.
Antes de entender a configuração eletrônica dos elementos, devemos entender as regras para atribuir os elétrons aos orbitais. Existem muitos princípios que nos ajudam a fazer isso. Estes incluem o princípio de exclusão de Pauli, a regra de Hund da multiplicidade máxima e o princípio de Aufbau.
Elétrons preenchem os orbitais de tal forma que a energia do átomo é mínima. Portanto, os elétrons de um elemento preenchem os níveis de energia em ordem crescente de acordo com o princípio de Aufbau. Pauli definiu um conjunto de números quânticos exclusivos para cada elétron. O princípio de exclusão de Pauli afirma que todos os quatro números quânticos para quaisquer dois elétrons em um átomo nunca podem ser os mesmos.
De acordo com a regra de Hund, o emparelhamento de elétrons em um orbital ocorre apenas quando todas as sub-camadas tem um elétron cada. A configuração eletrônica geral desses elementos do grupo 14 é ns2np2. Esses elementos possuem 2 elétrons nos orbitais p mais externos.A configuração eletrônica dos elementos do grupo 14 é a seguinte:
Period
|
Elemento
|
Símbolo
|
Número atômico
|
Configuração eletrônica
|
| 2 |
Carbono |
C |
6 |
2s2 2p2 |
| 3 |
Silício |
Si |
14 |
3s2 3p2 |
| 4 |
Germânio |
Ge |
32 |
3d10 4s2 4p2 |
5
Lata |
Sn |
50 |
4d10 5s2 5p2 |
| 6 |
Líder |
Pb |
82 |
4f14 5d10 6s2 6p2 |
Como todos os elementos do grupo 14 têm 4 elétrons na camada mais externa, a valência dos elementos do Grupo 14 é 4. Eles usam esses elétrons na formação da ligação para obter o octeto configuração.
Saiba mais sobre os elementos do grupo 17 aqui.
Propriedades e tendências no elemento 14
1) Raio covalente
Assim como nós mover para baixo no grupo, o raio covalente aumenta. Portanto, há um aumento substancial no raio do carbono ao silício. Poste isso, a diferença é menos considerável. O motivo pode ser creditado aos orbitais de f que estão completamente preenchidos com os membros mais pesados.
2) Entalpia de ionização
Descendo no grupo, notamos que as entalpias de ionização diminuem . Isso se deve ao aumento da distância do núcleo. Há uma diminuição substancial da entalpia de ionização do carbono para o silício. Poste isso, a diferença é menos considerável. Há um ligeiro aumento na entalpia de ionização de estanho para chumbo devido ao efeito de proteção insuficiente dos orbitais d e f.
Saiba mais sobre os elementos do bloco s aqui.
Exemplo resolvido para você
P: Como a eletronegatividade varia ao longo dos elementos do Grupo 14?
Resp: À medida que avançamos no grupo, a eletronegatividade diminui em geral. A razão por trás dessa irregularidade é o preenchimento dos orbitais atômicos d e f intermediários. No entanto, a eletronegatividade é quase a mesma do silício para o chumbo.
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