ChemicalEdit

Som andre grupper viser medlemmerne af denne familie mønstre i elektronkonfiguration, især i de yderste skaller, hvilket resulterer i tendenser i kemisk opførsel:

Hvert af elementerne i denne gruppe har 4 elektroner i sin ydre skal. Et isoleret, neutralt gruppe 14-atom har s2 p2-konfigurationen i jordtilstand. Disse elementer, især kulstof og silicium, har en stærk tilbøjelighed til kovalent binding, som normalt bringer den ydre skal til otte elektroner. Obligationer i disse elementer fører ofte til hybridisering, hvor forskellige s- og p-tegn i orbitalerne slettes. For enkeltbindinger har et typisk arrangement fire par sp3-elektroner, selvom der også findes andre tilfælde, såsom tre sp2-par i grafen og grafit. Dobbeltbindinger er karakteristiske for kulstof (alkener, CO
2 …); det samme for π-systemer generelt. Tendensen til at miste elektroner stiger, når størrelsen på atomet stiger, som det gør med stigende atomnummer. Kulstof danner alene negative ioner i form af carbid (C4−) ioner. Silikon og germanium, begge metalloider, hver kan danne + 4 ioner. Tin og bly er begge metaller, mens flerovium er et syntetisk, radioaktivt (dets halveringstid er meget kort, kun 1,9 sekunder), der kan have et par ædelgaslignende egenskaber, selvom det stadig højst sandsynligt er en post- overgangsmetal. Tin og bly er begge i stand til at danne +2 ioner. Selvom tin kemisk er et metal, ligner dets α allotrop mere germanium end et metal, og det er en dårlig elektrisk leder.

Kulstof danner tetrahalider med alle halogener. Kulstof danner også mange oxider, såsom kulilte, kulsyre (C3O2) og kuldioxid. Kulstof danner disulfider og diselenider.

Silicium danner flere hydrider; to af dem er SiH4 og Si2H6. Silicium danner tetrahalider med fluor, chlor og iod. Silicium danner også en dioxid og et disulfid. Siliciumnitrid har formlen Si3N4.

Germanium danner fem hydrider. De første to germaniumhydrider er GeH4 og Ge2H6. Germanium danner tetrahalider med alle halogener undtagen astatin og danner dihalogenider med alle halogener undtagen brom og astatin. Germanium binder sig til alle naturlige enkeltkalkogener undtagen polonium og danner dioxider, disulfider og diselenider. Germaniumnitrid har formlen Ge3N4.

Tin danner to hydrider: SnH4 og Sn2H6. Tin danner dihalogenider og tetrahalider med alle halogener undtagen astatin. Tin danner chalcogenider med et af hvert naturligt forekommende chalcogen undtagen polonium og danner chalcogenider med to af hvert naturligt forekommende chalcogen undtagen polonium og tellurium.

Bly danner et hydrid, som har formlen PbH4. Bly danner dihalogenider og tetrahalider med fluor og chlor og danner et dibromid og diiodid, skønt tetrabromidet og tetraiodidet af bly er ustabile. Bly danner fire oxider, et sulfid, et selenid og et tellurid.

Der er ingen kendte forbindelser af flerovium.

PhysicalEdit

Kogepunkterne i kulstofgruppe har tendens til at blive lavere med de tungere elementer. Kulstof, det letteste kulstofgruppeelement, sublimerer ved 3825 ° C. Silicium “s kogepunkt er 3265 ° C, germanium” s er 2833 ° C, tin “s er 2602 ° C, og bly” s er 1749 ° C. Flerovium forudsiges kogning i -60 ° C. Smeltepunkterne for kulstofgruppeelementerne har nogenlunde samme tendens som deres kogepunkter. Silicium smelter ved 1414 ° C, germanium smelter ved 939 ° C, tin smelter ved 232 ° C og bly smelter ved 328 ° C.

Carbon’s krystalstruktur er sekskantet; ved høje tryk og temperaturer er det danner diamant (se nedenfor). Silicium og germanium har diamantkubiske krystalstrukturer, ligesom tin ved lave temperaturer (under 13,2 ° C). Tin ved stuetemperatur har en tetragonal krystalstruktur. Bly har en ansigt-centreret kubisk krystalstruktur.

Densiteterne af kulstofgruppeelementerne har tendens til at stige med stigende atomnummer. Kulstof har en densitet på 2,26 gram pr. kubikcentimeter, silicium har en densitet på 2,33 gram pr. kubikcentimeter, germanium har en densitet på 5,32 gram pr. kubikcentimeter. Tin har en densitet på 7,26 gram pr. kubikcentimeter, og bly har en densitet på 11,3 gram pr. kubikcentimeter.

Atomeradierne for kulstofgruppens elementer har tendens til at stige med stigende atomnummer. Carbon ‘s atomare radius er 77 picometre, silicium er 118 picometre, germanium ” s er 123 picometers, tin “s er 141 picometers, og bly” s er 175 picometers.

AllotropesEdit

Carbon har flere allotropes. Den mest almindelige er grafit, som er kulstof i form af stablet ark. En anden form for kulstof er diamant, men det er relativt sjældent. Amorft kulstof er en tredje allotrop af kulstof; det er en komponent af sod. En anden allotrop af kulstof er en fulleren, der har form af ark af kulstofatomer foldet ind i en kugle.En femte allotrop af kulstof, der blev opdaget i 2003, kaldes grafen og er i form af et lag af kulstofatomer arrangeret i en bikageformet formation.

Silicium har to kendte allotrope, der findes ved stuetemperatur . Disse allotroper er kendt som de amorfe og de krystallinske allotroper. Den amorfe allotrope er et brunt pulver. Den krystallinske allotrop er grå og har en metallisk glans.

Tin har to allotrope: α-tin, også kendt som grå tin og β-tin. Tin findes typisk i β-tinform, et sølvfarvet metal. Imidlertid omdannes β-tin ved standardtryk til α-tin, et gråt pulver, ved temperaturer under 13,2 ° C / 56 ° Fahrenheit. Dette kan få tingenstande i kolde temperaturer til at smuldre ned til gråt pulver i en proces kendt som tin skadedyr eller tin rådne.

NuclearEdit

Mindst to af kulstofgruppens elementer (tin og bly) har magiske kerner, hvilket betyder, at disse grundstoffer er mere almindelige og mere stabile end elementer, der ikke har en magisk kerne.

Isotoper Rediger

Der er 15 kendte isotoper af kulstof. Af disse er tre naturligt forekommende. Den mest almindelige er stabil carbon-12, efterfulgt af stabil carbon-13. Carbon-14 er en naturlig radioaktiv isotop med en halveringstid på 5.730 år.

23 isotoper af silicium er blevet opdaget. Fem af disse forekommer naturligt. Det mest almindelige er stabilt silicium-28 efterfulgt af stabilt silicium-29 og stabilt silicium-30. Silicon-32 er en radioaktiv isotop, der forekommer naturligt som et resultat af radioaktivt henfald af actinider og via spallation i den øvre atmosfære. Silicon-34 forekommer også naturligt som et resultat af radioaktivt henfald af actinider.

32 isotoper af germanium er blevet opdaget. Fem af disse forekommer naturligt. Den mest almindelige er den stabile isotop germanium-74, efterfulgt af den stabile isotop germanium-72, den stabile isotop germanium-70 og den stabile isotop germanium-73. Isotopen germanium-76 er en primær radioisotop.

38 isotoper af bly er blevet opdaget. 9 af disse forekommer naturligt. Den mest almindelige isotop er bly-208, efterfulgt af bly-206, bly-207 og bly-204: alle disse er stabile. 4 isotoper af bly forekommer fra det radioaktive henfald af uran og thorium. Disse isotoper er bly-209, bly-210, bly-211 og bly-212.