ChemicalEdit

Como outros grupos, os membros desta família mostram padrões na configuração eletrônica, especialmente nas camadas mais externas, resultando em tendências no comportamento químico:

Cada um dos elementos neste grupo tem 4 elétrons em sua camada externa. Um átomo isolado do grupo 14 neutro tem a configuração s2 p2 no estado fundamental. Esses elementos, especialmente carbono e silício, têm uma forte propensão para ligações covalentes, o que geralmente leva a camada externa para oito elétrons. As ligações nesses elementos geralmente levam à hibridização, onde caracteres distintos sep dos orbitais são apagados. Para ligações simples, um arranjo típico tem quatro pares de elétrons sp3, embora também existam outros casos, como três pares sp2 em grafeno e grafite. As ligações duplas são características do carbono (alquenos, CO
2 …); o mesmo para sistemas π em geral. A tendência de perder elétrons aumenta com o aumento do tamanho do átomo, como acontece com o aumento do número atômico. O carbono sozinho forma íons negativos, na forma de íons de carboneto (C4−). O silício e o germânio, ambos metalóides, podem formar + 4 íons. O estanho e o chumbo são metais, enquanto o flerovium é um elemento sintético, radioativo (sua meia-vida é muito curta, apenas 1,9 segundos) que pode ter algumas propriedades nobres semelhantes a gases, embora ainda seja provavelmente um metal de transição. O estanho e o chumbo são capazes de formar +2 íons. Embora o estanho seja quimicamente um metal, seu alótropo α se parece mais com o germânio do que com um metal e é um mau condutor elétrico.

O carbono forma tetrahaletos com todos os halogênios. O carbono também forma muitos óxidos, como monóxido de carbono, subóxido de carbono (C3O2) e dióxido de carbono. O carbono forma dissulfetos e disselenetos.

O silício forma vários hidretos; dois deles são SiH4 e Si2H6. O silício forma tetrahaletos com flúor, cloro e iodo. O silício também forma um dióxido e um dissulfeto. O nitreto de silício tem a fórmula Si3N4.

O germânio forma cinco hidretos. Os primeiros dois hidretos de germânio são GeH4 e Ge2H6. O germânio forma tetrahalogenetos com todos os halogênios, exceto astatine e forma dihalides com todos os halogênios, exceto bromo e astatine. O germânio se liga a todos os calcogênios únicos naturais, exceto o polônio, e forma dióxidos, dissulfetos e disselenetos. O nitreto de germânio tem a fórmula Ge3N4.

O estanho forma dois hidretos: SnH4 e Sn2H6. O estanho forma dihaletos e tetrahalides com todos os halogênios, exceto astatine. O estanho forma calcogenetos com um de cada calcogênio de ocorrência natural, exceto polônio, e forma calcogenetos, com dois de cada calcogênio de ocorrência natural, exceto polônio e telúrio.

O chumbo forma um hidreto, que tem a fórmula PbH4. O chumbo forma dihalogenetos e tetrahalogenetos com flúor e cloro, e forma um dibrometo e diiodeto, embora o tetrabrometo e o tetraiodeto de chumbo sejam instáveis. O chumbo forma quatro óxidos, um sulfeto, um seleneto e um telureto.

Não há compostos conhecidos de flerovium.

PhysicalEdit

Os pontos de ebulição do o grupo de carbono tende a diminuir com os elementos mais pesados. O carbono, o elemento mais leve do grupo de carbono, sublima a 3825 ° C. O ponto de ebulição do silício é 3265 ° C, o germânio é 2833 ° C, o estanho é 2602 ° C e o chumbo é 1749 ° C. Prevê-se que o flerovium ferva em -60 ° C. Os pontos de fusão dos elementos do grupo de carbono têm aproximadamente a mesma tendência de seus pontos de ebulição. O silício derrete a 1414 ° C, o germânio derrete a 939 ° C, o estanho derrete a 232 ° C e o chumbo derrete a 328 ° C.

A estrutura cristalina do carbono é hexagonal; a altas pressões e temperaturas, forma diamante (ver abaixo). Silício e germânio têm estruturas de cristal cúbico de diamante, assim como o estanho em baixas temperaturas (abaixo de 13,2 ° C). O estanho em temperatura ambiente tem uma estrutura de cristal tetragonal. O chumbo tem uma estrutura de cristal cúbico de face centrada.

As densidades dos elementos do grupo de carbono tendem a aumentar com o aumento do número atômico. O carbono tem uma densidade de 2,26 gramas por centímetro cúbico, o silício tem uma densidade de 2,33 gramas por centímetro cúbico, o germânio tem uma densidade de 5,32 gramas por centímetro cúbico. O estanho tem uma densidade de 7,26 gramas por centímetro cúbico e o chumbo tem uma densidade de 11,3 gramas por centímetro cúbico.

Os raios atômicos dos elementos do grupo de carbono tendem a aumentar com o aumento do número atômico. O raio atômico do carbono é 77 picômetros, silício é 118 picômetros, germânio ” s tem 123 picômetros, estanho “s é 141 picômetros e chumbo” s tem 175 picômetros.

AllotropesEdit

O carbono tem alótropos múltiplos. O mais comum é o grafite, que é o carbono na forma de folhas empilhadas. Outra forma de carbono é o diamante, mas é relativamente raro. O carbono amorfo é um terceiro alótropo do carbono; é um componente da fuligem. Outro alótropo do carbono é o fulereno, que tem a forma de folhas de átomos de carbono dobradas em uma esfera.Um quinto alótropo de carbono, descoberto em 2003, é chamado de grafeno e está na forma de uma camada de átomos de carbono dispostos em uma formação em forma de favo de mel.

O silício tem dois alótropos conhecidos que existem à temperatura ambiente . Esses alótropos são conhecidos como alótropos amorfos e cristalinos. O alótropo amorfo é um pó marrom. O alótropo cristalino é cinza e tem um brilho metálico.

O estanho tem dois alótropos: α-estanho, também conhecido como estanho cinza, e β-estanho. O estanho é normalmente encontrado na forma β-estanho, um metal prateado. No entanto, na pressão padrão, o β-estanho se converte em α-estanho, um pó cinza, a temperaturas abaixo de 13,2 ° Celsius / 56 ° Fahrenheit. Isso pode fazer com que objetos de estanho em temperaturas frias se transformem em um pó cinza em um processo conhecido como praga de estanho ou podridão de estanho.

NuclearEdit

Pelo menos dois dos elementos do grupo de carbono (estanho e chumbo) têm núcleos mágicos, o que significa que esses elementos são mais comuns e mais estáveis do que elementos que não têm um núcleo mágico.

IsotopesEdit

Existem 15 isótopos de carbono conhecidos. Destes, três ocorrem naturalmente. O mais comum é o carbono-12 estável, seguido pelo carbono-13 estável. O carbono-14 é um isótopo radioativo natural com meia-vida de 5.730 anos.

23 isótopos de silício foram descobertos. Cinco deles ocorrem naturalmente. O mais comum é o silício-28 estável, seguido pelo silício-29 estável e o silício-30 estável. O silício-32 é um isótopo radioativo que ocorre naturalmente como resultado do decaimento radioativo de actinídeos e via fragmentação na alta atmosfera. O silício-34 também ocorre naturalmente como resultado do decaimento radioativo de actinídeos.

32 isótopos de germânio foram descobertos. Cinco deles ocorrem naturalmente. O mais comum é o isótopo estável germânio-74, seguido pelo isótopo estável germânio-72, o isótopo estável germânio-70 e o isótopo estável germânio-73. O isótopo germânio-76 é um radioisótopo primordial.

38 isótopos de chumbo foram descobertos. 9 deles ocorrem naturalmente. O isótopo mais comum é o chumbo-208, seguido por chumbo-206, chumbo-207 e chumbo-204: todos eles são estáveis. 4 isótopos de chumbo ocorrem a partir do decaimento radioativo do urânio e tório. Esses isótopos são chumbo-209, chumbo-210, chumbo-211 e chumbo-212.