Углеродное семейство элементов

Доктор Хельменстин имеет докторскую степень. в области биомедицинских наук и является научным писателем, педагогом и консультантом. Она преподавала научные курсы в средней школе, колледже и аспирантуре.

Один из способов классификации элементов — по семейству. Семейство состоит из гомологичного элемента с атомами, имеющими одинаковое количество валентных электронов и, следовательно, схожие химические свойства. Примерами семейств элементов являются семейство азота, семейство кислорода и семейство углерода.

Основные выводы: семейство углеродных элементов

• Семейство углерода состоит из элементов углерода (C), кремния (Si), германия (Ge), олова (Sn), свинца (Pb) и флеровия (Fl).
• Атомы элементов этой группы имеют четыре валентных электрона.
• Семейство углерода также известно как углеродная группа, группа 14 или тетрели.
• Элементы этого семейства имеют ключевое значение для полупроводниковой техники.

Что такое углеродное семейство?

Семейство углерода относится к 14-й группе элементов периодической таблицы. Семейство углерода состоит из пяти элементов: углерода, кремния, германия, олова и свинца. Вполне вероятно, что элемент 114, флеровий, также в некоторых отношениях будет вести себя как член семейства. Другими словами, группа состоит из углерода и элементов, находящихся непосредственно под ним в периодической таблице. Семейство углерода расположено почти в середине периодической таблицы, с неметаллами справа от него и металлами слева.

Семейство углерода также называют углеродной группой, группой 14 или группой IV.В свое время это семейство называлось тетрелями или тетрагенами, потому что элементы принадлежали к группе IV или в связи с четырьмя валентными электронами атомов этих элементов. Семейство также называют кристаллогенами.

Свойства семейства углерода

Вот несколько фактов о семействе углеродов:

• Элементы семейства углерода содержат атомы, имеющие 4 электрона на внешнем энергетическом уровне. Два из этих электронов находятся в с подоболочка, в то время как 2 находятся в п подоболочка. Только углерод имеет внешнюю конфигурацию s 2 , что объясняет некоторые различия между углеродом и другими элементами семейства.
• По мере продвижения вниз по периодической таблице в семействе углерода атомный и ионный радиусы увеличиваются, а электроотрицательность и энергия ионизации уменьшаются. Размер атома увеличивается при движении вниз по группе, потому что добавляется дополнительная электронная оболочка.
• Плотность элементов увеличивается при движении вниз по группе.
• Семейство углерода состоит из одного неметалла (углерода), двух металлоидов (кремния и германия) и двух металлов (олова и свинца). Другими словами, элементы приобретают металличность, двигаясь вниз по группе.
• Эти элементы встречаются в самых разных соединениях. Углерод — единственный элемент в группе, который можно найти в чистом виде в природе.
• Элементы семейства углерода обладают широким разнообразием физических и химических свойств.
• В целом, элементы семейства углерода стабильны и, как правило, довольно неактивны.
• Элементы имеют тенденцию образовывать ковалентные соединения, хотя олово и свинец также образуют ионные соединения.
• За исключением свинца, все элементы семейства углерода существуют в различных формах или аллотропах. Углерод, например, встречается в алмазе, графите, фуллерене и аллотропах аморфного углерода. Олово встречается в виде белого олова, серого олова и ромбического олова. Свинец встречается только в виде плотного сине-серого металла.
• Элементы группы 14 (семейство углерода) имеют гораздо более высокие точки плавления и температуры кипения, чем элементы группы 13.Температуры плавления и кипения в углеродном семействе имеют тенденцию к снижению по мере продвижения вниз по группе, главным образом потому, что атомные силы внутри более крупных молекул не так сильны. Свинец, например, имеет такую ​​низкую температуру плавления, что легко сжижается в пламени. Это делает его полезным в качестве основы для припоя.

Использование элементов и соединений семейства углерода

Элементы семейства углерода важны в повседневной жизни и в промышленности. Углерод – основа органической жизни. Его аллотропный графит используется в карандашах и ракетах. Живые организмы, белки, пластмассы, продукты питания и органические строительные материалы содержат углерод. Силиконы, представляющие собой соединения кремния, используются для изготовления смазочных материалов и вакуумных насосов. Кремний используется в качестве его оксида для изготовления стекла. Германий и кремний являются важными полупроводниками. Олово и свинец используются в сплавах и для изготовления пигментов.