ChemicalEdit

Liksom andra grupper visar medlemmarna i denna familj mönster i elektronkonfiguration, särskilt i de yttersta skalen, vilket resulterar i trender i kemiskt beteende:

Var och en av elementen i denna grupp har fyra elektroner i sitt yttre skal. En isolerad, neutral grupp 14-atom har s2 p2-konfigurationen i marktillstånd. Dessa element, särskilt kol och kisel, har en stark benägenhet för kovalent bindning, vilket vanligtvis leder det yttre skalet till åtta elektroner. Obligationer i dessa element leder ofta till hybridisering där distinkta s- och p-tecken i orbitalerna raderas. För enstaka bindningar har ett typiskt arrangemang fyra par sp3-elektroner, även om det även finns andra fall, såsom tre sp2-par i grafen och grafit. Dubbelbindningar är karaktäristiska för kol (alkener, CO
2 …); samma för π-system i allmänhet. Tendensen att förlora elektroner ökar när atomens storlek ökar, som det gör med ökande atomantal. Kol ensamt bildar negativa joner, i form av karbidjoner (C4−) joner. Kisel och germanium, båda metalloider, var och en kan bilda + 4 joner.Tenn och bly båda är metaller, medan flerovium är ett syntetiskt, radioaktivt (halveringstiden är mycket kort, bara 1,9 sekunder) som kan ha några ädelgasliknande egenskaper, men det är fortfarande troligtvis ett övergångsmetall. Tenn och bly kan båda bilda +2 joner. Även om tenn kemiskt är en metall ser dess α allotrop mer ut som germanium än som en metall och det är en dålig elektrisk ledare.

Kol bildar tetrahalider med alla halogener. Kol bildar också många oxider såsom kolmonoxid, kolsuboxid (C3O2) och koldioxid. Kol bildar disulfider och diselenider.

Kisel bildar flera hydrider; två av dem är SiH4 och Si2H6. Kisel bildar tetrahalider med fluor, klor och jod. Kisel bildar också en dioxid och en disulfid. Kiselnitrid har formeln Si3N4.

Germanium bildar fem hydrider. De första två germaniumhydriderna är GeH4 och Ge2H6. Germanium bildar tetrahalider med alla halogener utom astatin och bildar dihalogenider med alla halogener utom brom och astatin. Germanium binder till alla naturliga enskilda kalkogener utom polonium och bildar dioxider, disulfider och diselenider. Germaniumnitrid har formeln Ge3N4.

Tenn bildar två hydrider: SnH4 och Sn2H6. Tenn bildar dihalogenider och tetrahalider med alla halogener utom astatin. Tenn bildar kalkogenider med en av varje naturligt förekommande kalkogen utom polonium och bildar kalkogenider med två av varje naturligt förekommande kalkogen utom polonium och tellur.

Bly bildar en hydrid, som har formeln PbH4. Bly bildar dihalogenider och tetrahalider med fluor och klor och bildar en dibromid och diiodid, även om tetrabromiden och tetraiodiden av bly är instabila. Bly bildar fyra oxider, en sulfid, en selenid och en tellurid.

Det finns inga kända föreningar av flerovium.

PhysicalEdit

Kokpunkterna i kolgruppen tenderar att bli lägre med de tyngre elementen. Kol, det lättaste kolgruppselementet, sublimerar vid 3825 ° C. Kiselens kokpunkt är 3265 ° C, germanium är 2833 ° C, tenn är 2602 ° C och bly är 1749 ° C. Flerovium förutspås koka vid -60 ° C. Smältpunkterna för kolgruppselementen har ungefär samma trend som deras kokpunkter. Kisel smälter vid 1414 ° C, germanium smälter vid 939 ° C, tenn smälter vid 232 ° C och bly smälter vid 328 ° C.

Kolens kristallstruktur är sexkantig; vid höga tryck och temperaturer bildar diamant (se nedan). Kisel och germanium har diamantkubiska kristallstrukturer, liksom tenn vid låga temperaturer (under 13,2 ° C). Tenn vid rumstemperatur har en tetragonal kristallstruktur. Bly har en ansiktscentrerad kubisk kristallstruktur. / p>

Densiteterna hos kolgruppselementen tenderar att öka med ökande atomantal Kol har en densitet på 2,26 gram per kubikcentimeter, kisel har en densitet på 2,33 gram per kubikcentimeter, germanium har en densitet på 5,32 gram per kubikcentimeter. Tenn har en densitet på 7,26 gram per kubikcentimeter och bly har en densitet på 11,3 gram per kubikcentimeter.

Atomradierna för kolgruppselementen tenderar att öka med ökande atomnummer. Kolens atomradie är 77 pikometer, kisel är 118 pikometer, germanium s är 123 pikometrar, tenn ”s är 141 pikometrar och bly” s är 175 pikometer.

AllotropesEdit

Kol har flera allotropes. Det vanligaste är grafit, som är kol i form av staplade ark. En annan form av kol är diamant, men det är relativt sällsynt. Amorft kol är en tredje allotrop av kol; det är en del av sot. En annan allotrop av kol är en fulleren, som har formen av ark av kolatomer vikta i en sfär.En femte allotrop av kol, som upptäcktes 2003, kallas grafen och är i form av ett lager av kolatomer arrangerade i en bikakeformad formation.

Kisel har två kända allotroper som finns vid rumstemperatur. . Dessa allotroper är kända som amorfa och kristallina allotroper. Den amorfa allotropen är ett brunt pulver. Den kristallina allotropen är grå och har en metallisk glans.

Tenn har två allotroper: α-tenn, även känd som grå tenn och β-tenn. Tenn finns vanligtvis i β-tennform, en silverig metall. Men vid standardtryck omvandlas β-tenn till α-tenn, ett grått pulver, vid temperaturer under 13,2 ° C / 56 ° Fahrenheit. Detta kan orsaka att tennföremål i kalla temperaturer smuler ner till grått pulver i en process som kallas tennpest eller tennrot.

NuclearEdit

Minst två av kolgruppselementen (tenn och bly) har magiska kärnor, vilket betyder att dessa element är vanligare och mer stabila än element som inte har en magisk kärna.

IsotoperRedigera

Det finns 15 kända isotoper av kol. Av dessa är tre naturligt förekommande. Det vanligaste är stabilt kol-12, följt av stabilt kol-13. Kol-14 är en naturlig radioaktiv isotop med en halveringstid på 5730 år.

23 isotoper av kisel har upptäckts. Fem av dessa förekommer naturligt. Det vanligaste är stabilt kisel-28, följt av stabilt kisel-29 och stabilt kisel-30. Silicon-32 är en radioaktiv isotop som förekommer naturligt som ett resultat av radioaktivt sönderfall av aktinider och via spallation i den övre atmosfären. Kisel-34 förekommer också naturligt som ett resultat av radioaktivt sönderfall av aktinider.

32 isotoper av germanium har upptäckts. Fem av dessa förekommer naturligt. Den vanligaste är den stabila isotopen germanium-74, följt av den stabila isotopen germanium-72, den stabila isotopen germanium-70 och den stabila isotopen germanium-73. Isotopen germanium-76 är en urradioisotop.

38 isotoper av bly har upptäckts. 9 av dessa förekommer naturligt. Den vanligaste isotopen är bly-208, följt av bly-206, bly-207 och bly-204: alla dessa är stabila. 4 isotoper av bly uppstår från det radioaktiva sönderfallet av uran och torium. Dessa isotoper är bly-209, bly-210, bly-211 och bly-212.