ChemicalEdit

Mint más csoportok, ennek a családnak a tagjai is elektronkonfigurációban mutatnak mintákat, különösen a legkülső héjakban, ami a kémiai viselkedés trendjeihez vezet:

A csoport minden elemének 4 elektronja van a külső héjban. Egy izolált, semleges 14. csoport atom alapállapotában az s2 p2 konfigurációja van. Ezek az elemek, különösen a szén és a szilícium, erősen hajlamosak a kovalens kötésre, ami általában a külső héjat nyolc elektronhoz juttatja. Az ezen elemekben lévő kötések gyakran hibridizációhoz vezetnek, ahol a pályák különálló s és p karakterei törlődnek. Az egyszeres kötések esetében egy tipikus elrendezés négy sp3 elektronpárral rendelkezik, bár más esetek is léteznek, például három sp2 pár grafénban és grafitban. A kettős kötések jellemzőek a szénre (alkének, CO
2 …); ugyanez vonatkozik általában a π-rendszerekre is. Az elektronok elvesztésére való hajlam növekszik, ahogy az atom mérete növekszik, ahogyan növekszik az atomszám. A szén önmagában negatív ionokat képez, karbid (C4−) ionok formájában. A szilícium és a germánium, mindkét metalloid, mindegyik képződhet + 4 ion. Az ón és az ólom egyaránt fém, míg a flerovium szintetikus, radioaktív (felezési ideje nagyon rövid, mindössze 1,9 másodperc) elem, amelynek néhány nemesgáz-szerű tulajdonsága lehet, bár valószínűleg még mindig utólagos átmeneti fém. Az ón és az ólom egyaránt képes +2 ionokat képezni. Bár az ón kémiailag fém, α allotrópja inkább hasonlít germániumhoz, mint fémhez, és rossz elektromos vezető.

A szén tetrahalidokat képez az összes halogénnel együtt. A szén sok oxidot is képez, például szén-monoxidot, szén-szuboxidot (C3O2) és szén-dioxidot. A szén diszulfidokat és diszelénideket képez.

A szilícium számos hidridet alkot; közülük kettő SiH4 és Si2H6. A szilícium tetrahalogenideket képez fluorral, klórral és jóddal. A szilícium dioxidot és diszulfidot is képez. A szilícium-nitridnek Si3N4 képlete van.

A germánium öt hidridet alkot. Az első két germánium-hidrid a GeH4 és a Ge2H6. A germánium tetrahalogenideket képez az összes halogénnel, kivéve az astatint, és a dihalidokat minden halogénnel képezi, a bróm és az asztatin kivételével. A germánium a polónium kivételével minden természetes egykalkogénhez kötődik, és dioxidokat, diszulfidokat és diszelénideket képez. A germánium-nitrid képlete Ge3N4.

Az ón két hidridet alkot: SnH4 és Sn2H6. Az ón dihalogenideket és tetrahalidokat képez az összes halogénnel, kivéve az astatint. Az ón kalcogenideket képez a természetben előforduló kalcinek egyikével, kivéve a polóniumot, és kalkogenideket alkot mindkét természetben előforduló kettővel, kivéve a polóniumot és a tellúrt.

Az ólom egy hidridet képez, amelynek képlete PbH4. Az ólom fluoriddal és klórral képez dihalogenideket és tetrahalogenideket, és dibromidot és dijodidot képez, bár az ólom tetrabromidja és tetraiodidja instabil. Az ólom négy oxidot, egy szulfidot, egy szelenidet és egy telluridot alkot.

A fleroviumnak nincsenek ismert vegyületei.

PhysicalEdit

A vegyület forráspontja széncsoport általában a nehezebb elemekkel csökken. A szén, a legkönnyebb széncsoport-elem, 3825 ° C-on szublimálódik. A szilícium forráspontja 3265 ° C, a germánium 2833 ° C, az ón 2602 ° C, az ólom pedig 1749 ° C. Az előrejelzések szerint a flerovium -60 ° C-on forral. A széncsoport-elemek olvadáspontjainak nagyjából ugyanaz a tendenciája, mint forráspontjuknak. A szilícium olvad 1414 ° C-on, a germánium olvad 939 ° C-on, az ón 232 ° C-on, az ólom pedig 328 ° C-on.

A szén kristályszerkezete hatszögletű, magas nyomáson és hőmérsékleten gyémántot alkot (lásd alább). A szilícium és a germánium gyémánt köb alakú kristályszerkezettel rendelkezik, csakúgy, mint az ón alacsony hőmérsékleten (13,2 ° C alatt). A szobahőmérsékleten lévő ón tetragonális kristályszerkezettel rendelkezik. Az ólom arcközpontú köbös kristályszerkezettel rendelkezik. / p>

A széncsoport-elemek sűrűsége általában növekszik az atomszám növekedésével. A szén sűrűsége 2,26 gramm / köbcentiméter, a szilíciumé 2,33 gramm / köbcentiméter, a germániumé 5,32 gramm köbcentiméterenként. Az ón sűrűsége 7,26 gramm / köbcentiméter, az ólomé pedig 11,3 gramm / köbcentiméter.

A széncsoport-elemek atomsugara általában növekszik az atomszám növekedésével. A szén atom sugara 77 pikométer, a szilícium 118 pikométer, germánium s 123 pikométer, az ón s 141 és az ólom 175 pikométer.

AllotropesEdit

A szén több allotrop. A leggyakoribb a grafit, amely szén halmozott lapok formájában. A szén másik formája a gyémánt, de ez viszonylag ritka. Az amorf szén a szén harmadik allotrópja; a korom alkotóeleme. A szén egy másik allotrópja a fullerén, amelynek szénatomjai gömbre hajtva vannak.A 2003-ban felfedezett ötödik szén-allotrópot grafénnek nevezik, és egy méhsejt alakú képződménybe rendezett szénatomréteg formájában van.

A szilíciumnak két ismert allotrópja van szobahőmérsékleten. . Ezek az allotropok amorf és kristályos allotropokként ismertek. Az amorf allotróp barna por. A kristályos allotróp szürke és fémes fényű. Az ónnak két allotrópja van: α-ón, más néven szürke ón, és β-ón. Az ón tipikusan β-ón formában található, ezüstös fém. Normál nyomáson azonban a β-ón 13,2 ° C / 56 ° Fahrenheit alatti hőmérsékleten α-ónvá, szürke porzá alakul. Ez azt eredményezheti, hogy az óntárgyak hideg hőmérsékleten szürkévé válnak az ónkárosítónak vagy ónrothadásnak nevezett folyamat során.

NuclearEdit

A széncsoportok közül legalább kettő (ón és ólom) mágikus magokkal rendelkeznek, vagyis ezek az elemek gyakoribbak és stabilabbak, mint azok, amelyek nem rendelkeznek mágikus maggal.

IsotopesEdit

A szénnek 15 ismert izotópja van. Ezek közül három természetes előfordulású. A leggyakoribb a stabil szén-12, majd a stabil szén-13. A Carbon-14 egy természetes radioaktív izotóp, amelynek felezési ideje 5730 év.

23 szilícium-izotópot fedeztek fel. Ezek közül öt természetes előfordulású. A leggyakoribb a stabil szilícium-28, amelyet a stabil szilícium-29 és a szilícium-30 követ. A szilícium-32 egy radioaktív izotóp, amely természetesen fellép az aktinidek radioaktív bomlása következtében és a felső légkörben történő spallálás révén. A szilícium-34 természetesen az aktinidek radioaktív bomlásának eredményeként is előfordul.

32 germánium izotópot fedeztek fel. Ezek közül öt természetes előfordulású. A leggyakoribb a germánium-74 stabil izotóp, amelyet a germánium-72 stabil, a germánium-70 stabil és a germánium-73 izotópot követ. A germánium-76 izotóp egy ősrádióizotóp.

38 ólom izotópot fedeztek fel. Ezek közül 9 természetes előfordulású. A leggyakoribb izotóp az ólom-208, ezt követi az ólom-206, az ólom-207 és az ólom-204: ezek mind stabilak. Az ólom 4 izotópja az urán és a tórium radioaktív bomlásából származik. Ezek az izotópok: ólom-209, ólom-210, ólom-211 és ólom-212.