KARBONOIDLER: ELEMENTLER, ÖZELLIKLER VE KULLANIMLAR - KIMYA - 2025

Carbonids periyodik tablonun olarak adlandırılan karbon ailesini oluşturan tüm öğeleri, grup 14 (IVA) 'dir. Grup, ametal olmayan bir element olan karbondan oluşur; iki metaloid element, silikon ve germanyum; ve üç metalik element: kalay, kurşun ve flevorium.

Bu elemanlar, en dıştaki elektronik kabuklarında ns ² np ² konfigürasyonuna sahip dört elektrona sahiptir . +4 oksidasyon durumunu kullanma eğilimindedirler; İnert elektron çiftinin etkisine bağlı olarak +2 oksidasyon durumunu kullanan kurşun hariç.

Kömür, karbonit grubunun temsili unsuru. Kaynak: Pxhere.

Bu aileye ait elementler kimyasal olarak kararlıdır, çok reaktif değildir. Ancak hidritler ve halojenürler oluşturabilirler. Ayrıca, elementler kovalent bağlar oluşturma eğilimindedir; kalay ve kurşun (her iki metal) metalik bağlar oluşturma eğilimindedir.

Gruptaki elementlerin atom sayısı arttıkça erime noktaları, kaynama noktaları ve iyonlaşma enerjisi değerleri düşme eğilimindedir. Benzer şekilde, verimli birleştirme azalır, karbon ve onun çoklu CC bağlarına yol açar.

Öğeler ve özellikler

Karbon

Atom numarası 6 ve atom ağırlığı 12.011 g / mol olan metal olmayan element. Karbon o kadar önemli bir elementtir ki, organik kimya karbonun kimyası olarak adlandırılır, çünkü tüm bileşikleri bu element tarafından oluşturulur.

Karbon, karbonhidratlarda, lipitlerde, proteinlerde ve nükleik asitlerde bulunur; yani yaşamdan sorumlu tüm moleküllerde ve makromoleküllerde. Bununla birlikte, yer kabuğunda bol miktarda bulunan on yedinci elementtir.

Karbon, yer kabuğunda saf halde bulunan ailenin tek elementidir. Ayrıca kalsit (CaCO ₃ ), manyezit (MgCO ₃ ) ve dolomit (MgCO ₃ · CaCO ₃ ) gibi kayalarda petrol ve karbonat oluşturmak için diğer elementlerle birleşir .

Karbonun 5 allotropik formu vardır: yığılmış tabakalar olarak görünen grafit. Elmas, köşelerinde karbon atomları bulunan dört yüzlü, kübik yapıda bir kristaldir.

Amorf karbon, kurum şeklinde siyah tozdur. Fullerende karbon halkalar futbol toplarına benzer moleküler düzenlemeler oluşturur. Grafende, petek şeklinde düzenlenmiş bir karbon atomu tabakası buluyoruz.

Silikon

Atom numarası 14 ve atom ağırlığı 28.09 g / mol olan bir metaloiddir. Yerkabuğunda silika (SiO ₂ ), kum ve kuvarsın yanı sıra çeşitli mineraller ve silikat killerinde bulunur.

Silikon, yer kabuğunda en çok bulunan ikinci elementtir. İki allotropik forma sahiptir: kahverengi amorf olan ve gri kristal form, metalik parlaklık ve kübik elmas kristalleri.

Germanyum

Atom numarası 32 ve atom ağırlığı 72.61 g / mol olan bir metaloiddir. Germanyum günlük olarak az bilinir. Sadece bazı gümüş ve çinko minerallerinin yanı sıra bazı kömür türlerinde ve germanitte iz olarak bulunur.

Grimsi beyaz renkte olup kübik ve elmas kristal yapı oluşturur.

Teneke

Atom numarası 50 ve atom ağırlığı 118.71 g / mol olan bir metaldir. Kalay, düşük erime noktasına sahip yumuşak, kalıplanabilir bir metaldir. İki allotropik forma sahiptir: β formu, oda sıcaklığında tetragonal kristal yapılı; ve 13 ° C'nin altındaki sıcaklıklarda bulunan gri renkli α oluşturur.

Kalay, mineral kasiteritten (SnO ₂ ) çıkarılır .

Öncülük etmek

Atom numarası 82 ve atom ağırlığı 207.2 g / mol olan bir metaldir. Yüz merkezli kristal yapıya, mavimsi beyaz renge ve insanlara yüksek toksisiteye sahiptir. Kurşun, mineral galenanın (PbS) bir parçası olarak bulunur.

Flevorian

Atom numarası 114 ve atom ağırlığı 287 g / mol olan bir metaldir. Flevorium yapay, radyoaktif ve çok kısa ömürlü bir elementtir. Özellikleri asal gazlarınkilere benzer, ancak geçiş metallerinden daha geç bir metal olması da mümkündür.

karakteristikleri

Erime noktası

Karbon: 3,500ºC (elmas).

Silikon: 1,410ºC.

Sardunya: 937.4 ° C

Kalay: 231,88ºC.

Kurşun: 327,50ºC.

Kaynama noktası

Karbon: 4.827ºC (elmas).

Silikon: 2,355ºC.

Germanyum: 2.830 ° C

Kalay: 2260ºC.

Kurşun: 1.740ºC.

Yoğunluk

Karbon: 3,51 g / cm ' ³ (elmas).

Silikon: 2.33 g / cm ³ .

Germanyum: 5,327 g / cm ³ .

Kalay: 7,28 g / cm ³ .

Kurşun: 11.343 g / cm ³ .

İyonlaşma enerjisi

Karbon: 1.086 kJ / mol.

Silikon: 787 kJ / mol.

Germanyum: 762 kJ / mol.

Kalay: 709 kJ / mol.

Kurşun: 716 kJ / mol.

Atomik radyo

Karbon: 77 pm.

Silikon: 118 pm.

Germanyum: 122 pm.

Kalay: 140 pm.

Kurşun: 175 pm.

Grup 14 elementlerinin erime ve kaynama noktası değerleri, sayıları ve atom yarıçapları arttıkça azalma eğilimindedir.

Bu, boyutları arttıkça atomlar arasında daha düşük bir çekici kuvveti yansıtır. Grubun elementlerinin iyonlaşma noktalarında da aynı eğilim gözlenir; Bir elektronun çekirdekten uzaklığı ne kadar büyükse, ayrılması için gereken enerji o kadar düşük olur.

Aksine atom numarası arttıkça elementin yoğunluğunu artırma eğilimi vardır. Bu, en büyük nükleer bileşenler olan daha fazla sayıda proton ve nötrondan kaynaklanıyor olabilir.

Uygulamalar

Karbon

Grafit, plastik üretiminde lifli formda kullanılmaktadır. Ayrıca kalem yapımında da kullanılmaktadır. Elmas değerli bir mücevherdir. Petrol endüstrisindeki matkaplarda ve cam kesmek için kurşun kalem uçlarında büyük sertliği kullanılır.

Kalsiyum karbür, karbon disülfür ve karbon tetraklorür çözücülerin üretiminde ara ürün olarak kullanılır. Karbon, çelik ve lastik dolgularının sentezinde kullanılmaktadır.

Silikon

Silikon, yarı iletken olarak ve elektronik endüstrisinde çeşitli işlevlerde kullanılır. Kayganlaştırıcı ve su geçirmezlik maddesi olarak uygulamaya sahiptir. Silika (SiO ₂ ), seramik ve cam yapımında kullanılmasının yanı sıra beton ve tuğlanın bir bileşeni olarak kullanılır.

Vakum pompalarında silikon kullanılmaktadır. Tavuk ve sıçanların beslenmesinde esastır; insan için önemi bilinmese de. Aynı zamanda magnezyumun oksitinden arındırılması için kullanılan bir indirgeyici ajandır.

Germanyum

Silikonla değiştirildiği 1950 yılına kadar yarı iletken olarak kullanıldı; elektronik alanında çeşitli işlevleri yerine getirmeye devam etmesine rağmen. Germanyum, radyasyon dedektörlerinde kullanılır. Germanyum oksit, optik fiberlerde ve geniş açılı lenslerde kullanılır.

Teneke

Demir nesneleri pastan korumak için kaplamak için kullanılır. Kalay, kaynakta ve gıda paketlemek için teneke levha imalatında kullanılır. Kalay klorür, demir minerallerinin indirgenmesinde kullanılır.

Kalay bileşiklerinin çok sayıda uygulaması vardır. Örneğin diş macunlarında kalay florür kullanılır; seramikte kalay oksit; ve gök mavisi bir pigment olarak kobalt stannat. Kalay ayrıca bronz ve kalay gibi alaşımlar oluşturur.

Öncülük etmek

Araba aküsü imalatında kullanılır; iyonlaştırıcı radyasyona karşı korumada; ve kaynakta.

Referanslar

1. Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik kimya. (Dördüncü baskı). Mc Graw Hill.
2. Elizabeth Sproat, Jessica Lin ve Vancy Wong. (5 Haziran 2019). Grup 14: genel özellikler ve reaksiyonlar. Chem.libretexts.org adresinden kurtarıldı
3. Vikipedi. (2019). En.wikipedia.org adresinden kurtarılmış karbon grubu
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21 Mart 2019). Karbon Element Ailesi. Kurtarıldı: thinkco.com
5. Moeller Therald. (2019). Karbon grubu öğesi. Encyclopædia Britannica. Britannica.com'dan kurtarıldı