ChemicalEdit

Kuten muutkin ryhmät, tämän perheen jäsenet näyttävät elektronikonfiguraatiossa, etenkin syrjäisimmissä kuoreissa, mikä johtaa kemiallisen käyttäytymisen suuntauksiin:

Jokaisen tämän ryhmän elementin ulkokuoressa on 4 elektronia. Eristetyllä, neutraalilla ryhmän 14 atomilla on s2 p2 -konfiguraatio perustilassa. Nämä elementit, erityisesti hiili ja pii, ovat voimakkaasti alttiita kovalenttiselle sitoutumiselle, mikä tavallisesti tuo ulkokuoren kahdeksaan elektroniin. Näissä elementeissä olevat sidokset johtavat usein hybridisaatioon, jossa orbitaalien erilliset s- ja p-merkit poistetaan. Yksittäissidoksille tyypillisessä järjestelyssä on neljä paria sp3-elektroneja, vaikka myös muita tapauksia on olemassa, kuten kolme sp2-paria grafeenissa ja grafiitissa. Kaksoissidokset ovat tyypillisiä hiilelle (alkeenit, CO
2 …); sama π-järjestelmille yleensä. Taipumus menettää elektroneja kasvaa atomin koon kasvaessa, samoin kuin atomiluvun kasvaessa, hiili yksinään muodostaa negatiivisia ioneja karbidi (C4−) -ionien muodossa.Piin ja germaniumin, molemmat metalloidit, kukin voi muodostaa + 4 ionia.Tina ja lyijy ovat molemmat metalleja, kun taas flerovium on synteettinen, radioaktiivinen (sen puoliintumisaika on hyvin lyhyt, vain 1,9 sekuntia) alkuaine, jolla voi olla muutama jalokaasumainen ominaisuus, vaikka se onkin todennäköisesti siirtymämetalli. Tina ja lyijy kykenevät molemmat muodostamaan +2-ioneja. Vaikka tina on kemiallisesti metalli, sen α-allotrooppi näyttää enemmän germaniumilta kuin metallilta ja se on huono sähköjohdin.

Hiili muodostaa tetrahalideja kaikkien halogeenien kanssa. Hiili muodostaa myös monia oksideja, kuten hiilimonoksidin, hiilisuboksidin (C3O2) ja hiilidioksidin. Hiili muodostaa disulfideja ja diselenidejä.

Pii muodostaa useita hydridejä; kaksi niistä on SiH4 ja Si2H6. Pii muodostaa tetrahalideja fluorin, kloorin ja jodin kanssa. Pii muodostaa myös dioksidin ja disulfidin. Piinitridillä on kaava Si3N4.

Germanium muodostaa viisi hydridiä. Kaksi ensimmäistä germaaniumhydridiä ovat GeH4 ja Ge2H6. Germanium muodostaa tetrahalideja kaikkien halogeenien kanssa paitsi astatiinin ja muodostaa dihalideja kaikkien halogeenien kanssa paitsi bromia ja astatiinia. Germanium sitoutuu kaikkiin luonnollisiin yksittäisiin kalkogeeneihin lukuun ottamatta poloniumia ja muodostaa dioksideja, disulfideja ja diselenidejä. Germaaniumnitridillä on kaava Ge3N4.

Tina muodostaa kaksi hydridiä: SnH4 ja Sn2H6. Tina muodostaa dihalogenideja ja tetrahalideja kaikkien halogeenien kanssa paitsi astatiini. Tina muodostaa kalkogenidejä yhden luonnollisesti esiintyvän kalkogeenin kanssa poloniumia lukuun ottamatta, ja kalkogenidejä kahden luonnollisen kalkogeenin kanssa kahden lukuun ottamatta poloniumia ja telluuria. Lyijy muodostaa dihalogenideja ja tetrahalideja fluorin ja kloorin kanssa ja muodostaa dibromidin ja dijodidin, vaikka lyijyn tetrabromidi ja tetraiodidi ovat epävakaita. Lyijy muodostaa neljä oksidia, sulfidin, selenidin ja telluridin.

Flerovium-yhdisteitä ei tunneta.

PhysicalEdit

Kiehumispiste hiiliryhmällä on taipumus laskea raskaampien elementtien kanssa. Hiili, kevyin hiiliryhmäelementti, sublimoituu 3825 ° C: ssa. Piin kiehumispiste on 3265 ° C, germanium ”s on 2833 ° C, tina” on 2602 ° C ja lyijy on 1749 ° C. Fleroviumin ennustetaan kiehuvan lämpötilassa -60 ° C.Hiiliryhmäelementtien sulamispisteillä on suunnilleen sama suuntaus kuin niiden kiehumispisteillä. Pii sulaa lämpötilassa 1414 ° C, germaanium sulaa lämpötilassa 939 ° C, tina sulaa lämpötilassa 232 ° C ja lyijy sulaa lämpötilassa 328 ° C.

Hiilen kristallirakenne on kuusikulmainen; korkeissa paineissa ja lämpötiloissa se muodostaa timantin (katso alla) .Piillä ja germaniumilla on timanttikuutiomaiset kristallirakenteet, samoin kuin tinalla matalissa lämpötiloissa (alle 13,2 ° C). Huoneen lämpötilassa olevalla tinalla on nelikulmainen kristallirakenne. Lyijyllä on kasvokeskeinen kuutiomainen kristallirakenne. / p>

Hiiliryhmäelementtien tiheydet kasvavat yleensä atomiluvun kasvaessa. Hiilen tiheys on 2,26 grammaa kuutiosenttimetriä kohti, piin tiheys on 2,33 grammaa kuutiosenttimetriä kohti, germaniumin tiheys on 5,32 grammaa Tinan tiheys on 7,26 grammaa kuutiosenttimetriä kohti ja lyijyn tiheys 11,3 grammaa kuutiosenttimetriä kohti.

Hiiliryhmäelementtien atomisäteet pyrkivät kasvamaan atomiluvun kasvaessa. Hiilen atomisäde on 77 pikometriä, pii on 118 pikometriä, germanium ” s on 123 pikometriä, tin ”s on 141 pikometriä ja lyijy on 175 pikometriä.

AllotropesEdit

Hiili on useita allotrooppia. Yleisin on grafiitti, joka on hiiltä pinottujen arkkien muodossa. Toinen hiilen muoto on timantti, mutta tämä on suhteellisen harvinaista. Amorfinen hiili on kolmas hiilen allotrooppi; se on nokea. Toinen hiilen allotrooppi on fullereeni, jolla on palloksi taitettujen hiiliatomilevyjen muoto.Viides, vuonna 2003 löydetty hiilen allotrooppi on nimeltään grafeeni ja se on hiiliatomikerroksen muodossa, joka on järjestetty hunajakennon muotoiseen muodostumiseen. . Nämä allotropit tunnetaan amorfisina ja kiteisinä allotrooppina. Amorfinen allotrooppi on ruskea jauhe. Kiteinen allotrooppi on harmaa ja siinä on metallinen kiilto. Tinalla on kaksi allotrooppia: α-tina, joka tunnetaan myös nimellä harmaa tina, ja β-tina. Tina on tyypillisesti p-tina-muodossa, hopeanhohtoisena metallina. Kuitenkin vakiopaineessa β-tina muuttuu a-tinaksi, harmaaksi jauheeksi alle 13,2 ° C / 56 ° Fahrenheit-lämpötilassa. Tämä voi aiheuttaa tinaesineiden kylmissä lämpötiloissa murenemisen harmaaksi jauheiksi prosessissa, joka tunnetaan nimellä tina tuholainen tai tinan mätäneminen.

NuclearEdit

Ainakin kaksi hiiliryhmän elementtiä (tina ja lyijyllä) on maagisia ytimiä, mikä tarkoittaa, että nämä elementit ovat yleisempiä ja vakaampia kuin elementit, joilla ei ole maagista ydintä.

IsotopesEdit

Tunnetaan 15 hiilen isotooppia. Näistä kolme esiintyy luonnossa. Yleisin on stabiili hiili-12, jota seuraa stabiili hiili-13. Hiili-14 on luonnollinen radioaktiivinen isotooppi, jonka puoliintumisaika on 5730 vuotta.

23 pii-isotooppia on löydetty. Viisi näistä esiintyy luonnossa. Yleisin on stabiili pii-28, jota seuraavat stabiili pii-29 ja stabiili pii-30. Silicon-32 on radioaktiivinen isotooppi, joka esiintyy luonnossa aktinidien radioaktiivisen hajoamisen seurauksena ja ylemmän ilmakehän spallation kautta. Pii-34 esiintyy myös luonnossa aktinidien radioaktiivisen hajoamisen seurauksena.

32 germaanium-isotooppia on löydetty. Viisi näistä esiintyy luonnossa. Yleisin on stabiili isotooppi germanium-74, jota seuraavat stabiili isotooppi germanium-72, stabiili isotooppi germanium-70 ja stabiili isotooppi germanium-73. Germanium-76-isotooppi on alkeellinen radioisotooppi.

38 lyijyn isotooppia on löydetty. Näistä 9 esiintyy luonnossa. Yleisin isotooppi on lyijy-208, jota seuraavat lyijy-206, lyijy-207 ja lyijy-204: kaikki nämä ovat vakaita. 4 lyijyn isotooppia esiintyy uraanin ja toriumin radioaktiivisessa hajoamisessa. Nämä isotoopit ovat lyijy-209, lyijy-210, lyijy-211 ja lyijy-212.