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Este capítulo aborda as propriedades e aplicações dos elementos do grupo 14 da tabela periódica, incluindo carbono, silício, germânio, estanho e chumbo. O capítulo explora as tendências gerais do grupo, como a variação das energias de ionização e a formação de ligações, e discute as diferentes formas alotrópicas do carbono, incluindo diamante, grafite, fulerenos e nanotubos de carbono. Também são apresentados os silicatos, silicones e os usos dos elementos do grupo 14 em diversas áreas, como a indústria eletrônica, a construção civil e a medicina.
Tipologia: Resumos
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Este grupo contém um não metal (o carbono), dois semimetais (o silício e o germânio) e três metais (o estanho, chumbo e o fleróvio). O carbono tem a química mais importante do grupo. Todos os elementos do grupo 14 apresentam o Nox +4, mas o Nox +2 aumenta em estabilidade a medida que descemos no grupo.
ELEMENTO SÍMBOLO CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA ESTADOS DE OXIDAÇÃO Carbono C [He]2s 2 2p 2 IV Silício Si [Ne]3s 2 3p 2 II IV Germânio Ge [Ar]3d 10 4s 2 4p 2 II IV Estanho Sn [Kr]4d 10 5s 2 5p 2 II IV Chumbo Pb [Xe]4f 14 5d 10 6s 2 6p 2 II IV
O elemento tem Z=114 e está no 7° Período. A configuração eletrônica é : [Rn]5f 14 6d 10 7s 2 7p 2 Trata-se de um elemento transurânico e radioativo. Provavelmente metálico, sólido e de aspecto prateado. Alguns isótopos mais estáveis 114 Fl 285 ; 114 Fl 286 114 Fl 287 114 Fl 288 114 Fl 289 A meia vida do último isótopo é 2,6s.
DIFERENÇAS ENTRE O CARBONO, O SILÍCIO E OS DEMAIS ELEMENTOS DO GRUPO Em geral o primeiro elemento difere do restante do grupo, por causa de seu menor tamanho e maior eletronegatividade. Como resultado desses fatores, o primeiro elemento do grupo apresenta maior energia de ionização, sendo mais covalente e menos metálico.
© 2005 by Pearson Education Capítulo 22
As ligações pi C-C são muito fortes, enquanto as ligações pi Si-Si são fracas Superposição mais efetiva Superposição menos efetiva
Ex. o dióxido de silício é um sólido e o dióxido de carbono é um gás.
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Raio Atômico O raio atômico aumenta de cima para baixo no grupo. A diferença de tamanho entre o Si e o Ge é menor do que seria de se esperar, porque o Ge possui uma camada 3d cheia, e a blindagem da carga nuclear é menos eficiente. De modo análogo a pequena diferença de tamanho entre Sn e Pb deve-se ao preenchimento dos orbitais 4f 4f
A força particular da ligação C-C contribui para o fato de a catenação ser comum em compostos de carbono. No entanto, deve-se enfatizar que podem estar envolvidos tanto fatores cinéticos como termodinâmicos, e qualquer discussão minuciosa de fatores cinéticos está sujeita a complicações.
ESTRUTURA CÚBICA DO DIAMANTE
TEM LIGAÇÕES σ C-C , MAS NÃO APRESENTA LIGAÇÕES π. NO DIAMANTE CADA CARBONO USA TODOS OS 4 ELÉTRONS DE VALÊNCIA FORMANDO 4 LIGAÇÕES COVALENTES SIGMA sp - sp COM 4 ÁTOMOS DE CARBONO ADJACENTES
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