Il carbonidi sono tutti quegli elementi che compongono la cosiddetta famiglia del carbonio, gruppo 14 (IVA) della tavola periodica. Il gruppo è costituito da un elemento non metallico, il carbonio; due elementi metalloidi, silicio e germanio; e tre elementi metallici: stagno, piombo e flevorium.
Questi elementi hanno quattro elettroni nel loro guscio elettronico più esterno, con la configurazione nsDuenpDue. Tendono a utilizzare lo stato di ossidazione +4; Ad eccezione del piombo, che per effetto della coppia di elettroni inerti utilizza lo stato di ossidazione +2.
Gli elementi appartenenti a questa famiglia sono chimicamente stabili, poco reattivi. Ma sono in grado di formare idruri e alogenuri. Inoltre, gli elementi tendono a formare legami covalenti; sebbene lo stagno e il piombo (entrambi i metalli) tendano a formare legami metallici.
I valori dei punti di fusione, dei punti di ebollizione e dell'energia di ionizzazione tendono a diminuire all'aumentare del numero atomico degli elementi nel gruppo. Allo stesso modo, le concatenazioni efficienti diminuiscono, portando il carbonio ei suoi molteplici legami C-C.
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Elemento non metallico con numero atomico 6 e peso atomico 12,011 g / mol. Il carbonio è un elemento così importante che la chimica organica è chiamata chimica del carbonio, poiché tutti i suoi composti sono costituiti da questo elemento..
Il carbonio è presente in carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici; cioè in tutte le molecole e macromolecole responsabili della vita. Tuttavia, è il diciassettesimo elemento in abbondanza nella crosta terrestre..
Il carbonio è l'unico elemento della famiglia che si trova nella crosta terrestre in forma pura. Inoltre, si combina con altri elementi per formare petrolio e carbonati in rocce come la calcite (CaCO3), magnesite (MgCO3) e dolomite (MgCO3·Ladro3).
Il carbonio ha 5 forme allotropiche: la grafite, che appare come fogli impilati. Il diamante è un cristallo di struttura cubica, di forma tetraedrica con atomi di carbonio situati ai suoi vertici..
Il carbonio amorfo è polvere nera sotto forma di fuliggine. Nel fullerene, gli anelli di carbonio formano disposizioni molecolari simili ai palloni da calcio. E nel grafene troviamo uno strato di atomi di carbonio disposti a forma di nido d'ape..
È un metalloide con numero atomico 14 e peso atomico 28,09 g / mol. Si trova nella crosta terrestre come silice (SiODue), sabbia e quarzo, nonché vari minerali e argille silicatiche.
Il silicio è il secondo elemento più abbondante nella crosta terrestre. Ha due forme allotropiche: una marrone amorfa e una forma cristallina grigia, lucentezza metallica e cristalli cubici di diamante..
È un metalloide con numero atomico 32 e peso atomico 72,61 g / mol. Il germanio è poco conosciuto quotidianamente. Si trova solo come traccia in alcuni minerali di argento e zinco, così come in alcuni tipi di carbone e nella germanite.
È di colore bianco grigiastro e forma una struttura cristallina cubica e diamante..
È un metallo con numero atomico 50 e peso atomico 118,71 g / mol. Lo stagno è un metallo morbido e modellabile con un basso punto di fusione. Ha due forme allotropiche: forma β, con una struttura cristallina tetragonale a temperatura ambiente; e forma α, di colore grigio che si trova a temperature inferiori a 13 ºC.
Lo stagno viene estratto dalla cassiterite minerale (SnODue).
È un metallo con numero atomico 82 e peso atomico 207,2 g / mol. Ha una struttura cristallina centrata sulla faccia, un colore bianco-bluastro e un'elevata tossicità per l'uomo. Il piombo si trova come parte della galena minerale (PbS).
È un metallo con numero atomico 114 e un peso atomico di 287 g / mol. Il flevorium è un elemento artificiale, radioattivo e di brevissima durata. Le sue proprietà sono simili a quelle dei gas nobili, sebbene sia possibile che sia un metallo successivo rispetto ai metalli di transizione.
Carbonio: 3.500 ºC (diamante).
Silicio: 1.410 ºC.
Geranio: 937,4 ºC.
Stagno: 231,88 ºC.
Piombo: 327,50 ºC.
Carbonio: 4.827 ºC (diamante).
Silicio: 2.355 ºC.
Germanio: 2.830 ºC.
Latta: 2.260 ºC.
Piombo: 1.740 ºC.
Carbonio: 3,51 g / cm3 (Diamante).
Silicio: 2,33 g / cm3.
Germanio: 5,327 g / cm3.
Latta: 7,28 g / cm3.
Piombo: 11,343 g / cm3.
Carbonio: 1.086 kJ / mol.
Silicio: 787 kJ / mol.
Germanio: 762 kJ / mol.
Stagno: 709 kJ / mol.
Piombo: 716 kJ / mol.
Carbonio: 77 pm.
Silicio: 118 pm.
Germanio: 122 pm.
Latta: 140 pm.
Lead: 175 pm.
I valori del punto di fusione e di ebollizione degli elementi del gruppo 14 tendono a diminuire all'aumentare del loro numero e raggio atomico..
Ciò riflette una minore forza di attrazione tra gli atomi all'aumentare delle loro dimensioni. La stessa tendenza si osserva nei punti di ionizzazione degli elementi del gruppo; maggiore è la distanza di un elettrone dal nucleo, minore è l'energia richiesta per la sua separazione.
Al contrario, all'aumentare del numero atomico, si tende ad aumentare la densità dell'elemento. Ciò può essere dovuto a un maggior numero di protoni e neutroni, i componenti nucleari di massa maggiore..
La grafite è utilizzata in forma fibrosa nella produzione di materie plastiche. Inoltre, viene utilizzato nella produzione di matite. Il diamante è una gemma preziosa. La sua grande durezza viene utilizzata nei trapani dell'industria petrolifera e nelle punte delle matite per tagliare il vetro.
Il carburo di calcio è utilizzato come intermedio nella produzione dei solventi disolfuro di carbonio e tetracloruro di carbonio. Il carbonio è utilizzato nella sintesi di acciaio e riempitivi per pneumatici.
Il silicio è utilizzato come semiconduttore, nonché in varie funzioni nell'industria elettronica. Ha applicazione come agente lubrificante e impermeabilizzante. Silice (SiODue) è utilizzato nella produzione di ceramica e vetro, oltre ad essere un componente di cemento e mattoni.
Il silicio è utilizzato nelle pompe per vuoto. È essenziale nella nutrizione di polli e ratti; sebbene la sua essenzialità per l'uomo sia sconosciuta. È anche un agente riducente che viene utilizzato per liberare il magnesio dal suo ossido.
È stato utilizzato come semiconduttore fino al 1950, quando è stato sostituito dal silicio; sebbene continui a svolgere diverse funzioni nel campo dell'elettronica. Il germanio è utilizzato nei rilevatori di radiazioni. L'ossido di germanio è utilizzato nelle fibre ottiche e negli obiettivi grandangolari.
Viene utilizzato per rivestire oggetti in ferro per proteggerli dalla ruggine. Lo stagno è utilizzato nella saldatura e nella produzione di banda stagnata per il confezionamento di alimenti. I cloruri di stagno sono utilizzati nella riduzione dei minerali di ferro.
I composti dello stagno hanno numerose applicazioni. Ad esempio, il fluoruro stannoso viene utilizzato nei dentifrici; ossido di stagno nella ceramica; e lo stannato di cobalto come pigmento blu ceruleo. Inoltre, lo stagno forma leghe come il bronzo e il peltro..
Viene utilizzato nella produzione di batterie per auto; nella protezione contro le radiazioni ionizzanti; e nella saldatura.
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