КАРБОНОИДИ: ЕЛЕМЕНТИ, КАРАКТЕРИСТИКЕ И УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

У царбонидс су све оне елементе који чине такозвани угљен породицу, група 14 (ИВа) из периодног система. Групу чине неметални елементи, угљеник; два металоидна елемента, силицијум и германијум; и три метална елемента: кала, олово и флеворијум.

Ови елементи имају четири електрона у својој најудаљенијој електронској љусци, са нс ² нп ² конфигурацијом . Склоне су употреби +4 оксидационог стања; С изузетком олова, који због дејства пара инертних електрона користи оксидационо стање +2.

Угљен, репрезентативни елемент групе карбонида. Извор: Пкхере.

Елементи који припадају овој породици су хемијски стабилни, нису баш реактивни. Али они могу да формирају хидриде и халогениде. Даље, елементи имају тенденцију да формирају ковалентне везе; иако калај и олово (оба метала) имају тенденцију да стварају металне везе.

Вредности талишта, тачке кључања и енергије јонизације опадају како се атомски број елемената у групи повећава. Исто тако, смањују се ефикасне везе, водећи угљеник и његове вишеструке ЦЦ везе.

Елементи и карактеристике

Царбон

Неметални елемент са атомским бројем 6 и атомском масом 12.011 г / мол. Угљен је тако важан елемент да се органска хемија назива угљенска хемија, јер се сва њена једињења састоје од овог елемента.

Угљен је присутан у угљеним хидратима, липидима, протеинима и нуклеинским киселинама; то јест у свим молекулама и макромолекулама одговорним за живот. Међутим, то је седамнаести елемент у земљиној кори у изобиљу.

Угљен је једини елемент породице који се налази у земљиној кори у чистом облику. Поред тога, комбинује се са другим елементима да би формирао нафту и карбонате у стенама попут калцита (ЦаЦО ₃ ), магнезита (МгЦО ₃ ) и доломит (МгЦО ₃ · ЦаЦО ₃ ).

Угљен има 5 алотропних облика: графит, који се појављује као сложени листови. Дијамант је кристал кубичне структуре, тетраедарског облика, са атомима угљеника смјештеним у његовим врховима.

Аморфни угљеник је црни прах у облику чађе. У фуллерену, карбонски прстенови формирају молекуларне аранжмане сличне фудбалским лоптама. А у графену налазимо слој атома угљеника распоређен по узорку саћа.

Силицијум

То је металоид са атомским бројем 14 и атомском масом 28,09 г / мол. Налази се у земљиној кори као силицијум диоксид (СиО ₂ ), песак и кварц, као и у разним минералима и силикатним глинама.

Силицијум је други најбројнији елемент у земљиној кори. Има два алотропна облика: смеђи аморфни, сиви кристални облик, метални сјај и кубни кристал дијаманта.

Германијум

То је металоид са атомским бројем 32 и атомском масом 72,61 г / мол. Германијум се мало зна свакодневно. Налази се само у траговима у неким минералима сребра и цинка, као и у неким врстама угља и у неманту.

Сиво је беле боје и формира кубну и дијамантску кристалну структуру.

Калај

То је метал са атомским бројем 50 и атомском масом 118,71 г / мол. Лименка је мекан метал који се може обликовати са ниским талиштем. Има два алотропна облика: β облик, са тетрагоналном кристалном структуром на собној температури; и формирају α, сиве боје која се налази на температурама испод 13 ° Ц.

Лименка се екстрахује из минералног каситерита (СнО ₂ ).

Олово

То је метал са атомским бројем 82 и атомском масом 207,2 г / мол. Има кристалну структуру усредсређену на лице, плавкасто-белу боју и високу токсичност за људе. Олово се налази као део минералне галене (ПбС).

Флевориан

То је метал са атомским бројем 114 и атомском масом од 287 г / мол. Флевориум је вештачки, радиоактивни и врло краткотрајни елемент. Његова својства су слична онима племенитих гасова, мада је могуће да је метал каснији од прелазних метала.

карактеристике

Тачка топљења

Угљен: 3.500 ° Ц (дијамант).

Силицијум: 1.410 ºЦ.

Геранијум: 937.4 ° Ц.

Лименка: 231,88 ºЦ.

Олово: 327.50 ºЦ.

Тачка кључања

Угљен: 4,827 ºЦ (дијамант).

Силицијум: 2,355 ºЦ.

Германијум: 2.830 ° Ц.

Лименка: 2,260 ºЦ.

Олово: 1.740 ºЦ.

Густина

Угљен: 3,51 г / цм ³ (дијамант).

Силицијум: 2,33 г / цм ³ .

Германијум: 5.327 г / цм ³ .

Лименка: 7,28 г / цм ³ .

Леад: 11.343 г / цм ³ .

Енергија јонизације

Угљен: 1,086 кЈ / мол.

Силицијум: 787 кЈ / мол.

Германијум: 762 кЈ / мол.

Лименка: 709 кЈ / мол.

Олово: 716 кЈ / мол.

Атомски радио

Угљен: 77 сати.

Силицијум: 118 пм.

Германијум: 122 пм.

Лименка: 140 сати.

Олово: 175 сати.

Вредности талишта и врелишта елемената групе 14 имају тенденцију смањивања како се њихов број и атомски радијус повећавају.

Ово одражава мању привлачну силу између атома како се њихова величина повећава. Иста тенденција је примећена у ионизацијским тачкама елемената групе; што је већа удаљеност електрона од језгре, мања је енергија потребна за његово одвајање.

Напротив, како се атомски број повећава, постоји тенденција повећања густине елемента. То се може десити због већег броја протона и неутрона, најмасивнијих нуклеарних компоненти.

Апликације

Царбон

Графит се користи у влакнастом облику у производњи пластике. Поред тога, користи се у производњи оловака. Дијамант је драгоцени драгуљ. Његова велика тврдоћа користи се у бушилицама у нафтној индустрији и у врховима оловака за резање стакла.

Калцијум-карбид се користи као интермедијер у производњи растварача угљен-сулфид и тетрахлорид угљеника. Угљен се користи у синтези челика и пунила за гуме.

Силицијум

Силицијум се користи као полуводич, као и за разне функције у индустрији електронике. Има примену као мазиво и хидроизолационо средство. Силицијум (СиО ₂ ) се користи у изради керамике и стакла, као састојак бетона и цигле.

Силицијум се користи у вакум пумпама. То је неопходно у исхрани пилића и пацова; иако је његова суштинска ствар за човека непозната. То је такође редукционо средство које се користи за ослобађање магнезијума од његовог оксида.

Германијум

Као полуводич коришћен је до 1950. године, када га је истиснуо силицијум; иако наставља да испуњава различите функције у пољу електронике. Германијум се користи у детекторима зрачења. Германијум оксид се користи у оптичким влакнима и ширококутним сочивима.

Калај

Користи се за облагање жељезних предмета како би их заштитио од рђе. Лименка се користи у заваривању и у производњи лимарије за пакирање хране. Лимунски хлориди се користе у редукцији минерала гвожђа.

Косинаста једињења имају бројне примене. На пример, употребљава се флуорид у пастама за зубе; коситар оксид у керамици; а кобалт станира као церулеан плави пигмент. Такође, калај формира легуре попут бронзе и тестере.

Олово

Користи се у производњи аутомобилских акумулатора; у заштити од јонизујућег зрачења; и заваривање.

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
2. Елизабетх Спроат, Јессица Лин и Ванци Вонг. (05. јуна 2019.). Група 14: Општа својства и реакције. Опоравак од: цхем.либретектс.орг
3. Википедиа. (2019). Карбонска група се опоравила од: ен.википедиа.орг
4. Хелменстине, др Анне Марие (21. марта 2019). Карбонска породица елемената. Опоравак од: тхинкцо.цом
5. Моеллер Тхералд. (2019). Елемент карбонске групе. Енцицлопӕдиа Британница. Опоравак од: британница.цом