ChemicalEdit

Stejně jako ostatní skupiny, i členové této rodiny vykazují vzorce v elektronové konfiguraci, zejména v nejvzdálenějších skořápkách, což vede k trendům v chemickém chování:

Každý z prvků v této skupině má ve svém vnějším obalu 4 elektrony. Izolovaný neutrální atom skupiny 14 má konfiguraci s2 p2 v základním stavu. Tyto prvky, zejména uhlík a křemík, mají silnou náchylnost k kovalentní vazbě, která obvykle přivádí vnější obal k osmi elektronům. Vazby v těchto prvcích často vedou k hybridizaci, kde jsou vymazány odlišné s a p znaky orbitalů. U jednoduchých vazeb má typické uspořádání čtyři páry elektronů sp3, i když existují i jiné případy, například tři páry sp2 v grafenu a grafitu. Dvojné vazby jsou charakteristické pro uhlík (alkeny, CO
2 …); totéž pro π-systémy obecně. Tendence ztrácet elektrony se zvyšuje s rostoucí velikostí atomu, stejně jako se zvyšujícím se atomovým číslem. Samotný uhlík vytváří negativní ionty ve formě iontů karbidu (C4−). Křemík a germanium, oba metaloidy, každý může tvořit + 4 ionty. Cín i olovo jsou kovy, zatímco flerovium je syntetický, radioaktivní (jeho poločas je velmi krátký, pouze 1,9 sekundy) prvek, který může mít několik vlastností podobných ušlechtilému plynu, i když je stále s největší pravděpodobností post- přechodový kov. Cín i olovo jsou schopné tvořit +2 ionty. Ačkoli je cín chemicky kov, jeho allotrope α vypadá spíše jako germanium než jako kov a je špatným elektrickým vodičem.

Uhlík tvoří se všemi halogeny tetrahalogenidy. Uhlí také tvoří mnoho oxidů, jako je oxid uhelnatý, suboxid uhlíku (C3O2) a oxid uhličitý. Uhlík tvoří disulfidy a diselenidy.

Křemík tvoří několik hydridů; dva z nich jsou SiH4 a Si2H6. Křemík tvoří tetrahalogenidy s fluorem, chlorem a jodem. Křemík také tvoří oxid a disulfid. Nitrid křemíku má vzorec Si3N4.

Germanium tvoří pět hydridů. První dva hydridy germania jsou GeH4 a Ge2H6. Germanium tvoří tetrahalogenidy se všemi halogeny kromě astatinu a tvoří dihalogenidy se všemi halogeny kromě bromu a astatinu. Germanium se váže na všechny přírodní jednotlivé chalkogeny kromě polonia a tvoří dioxidy, disulfidy a diselenidy. Nitrid germania má vzorec Ge3N4.

Cín tvoří dva hydridy: SnH4 a Sn2H6. Cín tvoří dihalogenidy a tetrahalogenidy se všemi halogeny kromě astatinu. Cín tvoří chalkogenidy s jedním z každého přirozeně se vyskytujícího chalkogenu s výjimkou polonia a tvoří chalkogenidy se dvěma z každého přirozeně se vyskytujícího chalkogenu s výjimkou polonia a teluru.

Olovo tvoří jeden hydrid, který má vzorec PbH4. Olovo tvoří s halogenem a chlorem dihalogenidy a tetrahalogenidy a tvoří dibromid a dijodid, i když tetrabromid a tetrajodid olova jsou nestabilní. Olovo tvoří čtyři oxidy, sulfid, selenid a telurid.

Nejsou známy žádné sloučeniny flerovia.

PhysicalEdit

Bod varu uhlíková skupina má tendenci klesat s těžšími prvky. Uhlík, nejlehčí prvek skupiny uhlíku, sublimuje při 3825 ° C. Teplota varu křemíku je 3265 ° C, germania 2833 ° C, cínu 2602 ° C a olova 1749 ° C. Předpokládá se, že Flerovium má teplotu varu při -60 ° C. Body tání prvků skupiny uhlíku mají zhruba stejný trend jako jejich teploty varu. Křemík taje při 1414 ° C, germanium taje při 939 ° C, cín taje při 232 ° C a olovo při 328 ° C.

Krystalová struktura uhlíku je šestihranná; při vysokých tlacích a teplotách tvoří diamant (viz níže). Křemík a germanium mají diamantové kubické krystalové struktury, stejně jako cín při nízkých teplotách (pod 13,2 ° C). Cín při pokojové teplotě má tetragonální krystalovou strukturu. Olovo má krychlovou strukturu zaměřenou na obličej.

Hustoty prvků skupiny uhlíku mají tendenci stoupat se zvyšujícím se atomovým číslem. Uhlík má hustotu 2,26 gramu na kubický centimetr, křemík má hustotu 2,33 gramu na kubický centimetr, germánium má hustotu 5,32 gramů Cín má hustotu 7,26 gramů na kubický centimetr a olovo má hustotu 11,3 gramů na kubický centimetr.

Atomové poloměry prvků uhlíkové skupiny mají tendenci se zvyšovat se zvyšujícím se atomovým číslem. Atomový poloměr uhlíku je 77 pikometrů, křemík je 118 pikometrů, germanium “ s je 123 picometrů, cín je 141 picometrů a olovo je 175 picometrů.

AllotropesEdit

Uhlík má více allotropů. Nejběžnějším je grafit, což je uhlík ve formě skládaných plechů. Další formou uhlíku je diamant, ale to je poměrně vzácné. Amorfní uhlík je třetím allotropem uhlíku; je to součást sazí. Další allotrope uhlíku je fulleren, který má formu listů atomů uhlíku složených do koule.Pátý allotrope uhlíku, objevený v roce 2003, se nazývá grafen a je ve formě vrstvy atomů uhlíku uspořádaných do tvaru plástve.

Křemík má dva známé allotropy, které existují při pokojové teplotě . Tyto allotropy jsou známé jako amorfní a krystalické allotropy. Amorfní allotrope je hnědý prášek. Krystalický alotrop je šedý a má kovový lesk.

Cín má dva alotropy: α-cín, známý také jako šedý cín, a β-cín. Cín se obvykle vyskytuje ve formě β-cínu, stříbřitý kov. Avšak při standardním tlaku se β-cín přeměňuje na α-cín, šedý prášek, při teplotách pod 13,2 ° C / 56 ° Fahrenheita. To může způsobit, že se cínové předměty za nízkých teplot rozpadají na šedý prášek v procesu známém jako cínový škůdce nebo hniloba cínu.

NuclearEdit

Alespoň dva z prvků uhlíkové skupiny (cín a olovo) mají magická jádra, což znamená, že tyto prvky jsou běžnější a stabilnější než prvky, které nemají magické jádro.

IsotopesEdit

Existuje 15 známých izotopů uhlíku. Z nich tři se přirozeně vyskytují. Nejběžnějším je stabilní uhlík-12, následovaný stabilním uhlíkem-13. Uhlík-14 je přírodní radioaktivní izotop s poločasem rozpadu 5 730 let.

Bylo objeveno 23 izotopů křemíku. Pět z nich se přirozeně vyskytuje. Nejběžnější je stabilní křemík-28, následovaný stabilním křemíkem-29 a stabilním křemíkem-30. Křemík-32 je radioaktivní izotop, který se přirozeně vyskytuje v důsledku radioaktivního rozpadu aktinidů a spalací v horních vrstvách atmosféry. Křemík-34 se také přirozeně vyskytuje v důsledku radioaktivního rozpadu aktinidů.

Bylo objeveno 32 izotopů germania. Pět z nich se přirozeně vyskytuje. Nejběžnější je stabilní izotop germanium-74, následovaný stabilním izotopem germanium-72, stabilním izotopem germanium-70 a stabilním izotopem germanium-73. Izotop germanium-76 je prvotní radioizotop.

Bylo objeveno 38 izotopů olova. 9 z nich se přirozeně vyskytuje. Nejběžnějším izotopem je olovo-208, následované olovem-206, olovem-207 a olovem-204: všechny tyto jsou stabilní. 4 izotopy olova se vyskytují při radioaktivním rozpadu uranu a thoria. Tyto izotopy jsou olovo-209, olovo-210, olovo-211 a olovo-212.