Familia de elementos de carbono

Una forma de clasificar elementos es por familia. Una familia consiste en un elemento homólogo con átomos que tienen el mismo número de electrones de valencia y, por lo tanto, propiedades químicas similares. Ejemplos de familias de elementos son la familia de nitrógeno, la familia de oxígeno y la familia de carbono..

Conclusiones clave: familia de elementos de carbono

La familia de carbono consta de los elementos carbono (C), silicio (Si), germanio (Ge), estaño (Sn), plomo (Pb) y flerovio (Fl).
Los átomos de los elementos en este grupo tienen cuatro electrones de valencia.
La familia del carbono también se conoce como grupo de carbono, grupo 14 o tetrels..
Los elementos de esta familia son clave para la tecnología de semiconductores..

¿Qué es la familia del carbono??

La familia de carbono es el grupo de elementos 14 de la tabla periódica. La familia del carbono consta de cinco elementos: carbono, silicio, germanio, estaño y plomo. Es probable que el elemento 114, flerovium, también se comporte en algunos aspectos como miembro de la familia. En otras palabras, el grupo consiste en carbono y los elementos directamente debajo de él en la tabla periódica. La familia de carbono se encuentra casi en el medio de la tabla periódica, con no metales a su derecha y metales a su izquierda..

La familia de carbono también se llama grupo de carbono, grupo 14 o grupo IV. En un momento, esta familia se llamaba tetrels o tetrágenos porque los elementos pertenecían al grupo IV o como referencia a los cuatro electrones de valencia de los átomos de estos elementos. La familia también se llama cristalogens..

Propiedades de la familia del carbono

Aquí hay algunos datos sobre la familia del carbono:

Los elementos de la familia del carbono contienen átomos que tienen 4 electrones en su nivel de energía exterior. Dos de estos electrones están en el s subshell, mientras que 2 están en el pag subshell. Solo el carbono tiene el s² configuración externa, que explica algunas de las diferencias entre el carbono y otros elementos en la familia.
A medida que avanza hacia abajo en la tabla periódica de la familia del carbono, el radio atómico y el radio iónico aumentan mientras que la electronegatividad y la energía de ionización disminuyen. El tamaño del átomo aumenta moviéndose hacia abajo en el grupo porque se agrega una capa de electrones adicional.
La densidad del elemento aumenta moviéndose hacia abajo del grupo.
La familia del carbono consiste en un no metal (carbono), dos metaloides (silicio y germanio) y dos metales (estaño y plomo). En otras palabras, los elementos ganan metalicidad al descender por el grupo..
Estos elementos se encuentran en una amplia variedad de compuestos. El carbono es el único elemento en el grupo que se puede encontrar puro en la naturaleza..
Los elementos de la familia del carbono tienen propiedades físicas y químicas muy variables..
En general, los elementos de la familia del carbono son estables y tienden a ser poco reactivos..
Los elementos tienden a formar compuestos covalentes, aunque el estaño y el plomo también forman compuestos iónicos..
Excepto el plomo, todos los elementos de la familia del carbono existen como diferentes formas o alótropos. El carbono, por ejemplo, ocurre en diamantes, grafito, fullereno y alótropos de carbono amorfo. El estaño se presenta como el estaño blanco, el estaño gris y el estaño rómbico. El plomo solo se encuentra como un denso metal gris azulado.
Los elementos del grupo 14 (familia del carbono) tienen puntos de fusión y puntos de ebullición mucho más altos que los elementos del grupo 13. Los puntos de fusión y ebullición en la familia del carbono tienden a disminuir al descender el grupo, principalmente porque las fuerzas atómicas dentro de las moléculas más grandes no son tan fuertes. El plomo, por ejemplo, tiene un punto de fusión tan bajo que se puede licuar fácilmente con una llama. Esto lo hace útil como base para soldar.

Usos de los elementos y compuestos de la familia del carbono

Los elementos de la familia del carbono son importantes en la vida diaria y en la industria. El carbono es la base de la vida orgánica. Su grafito alótropo se usa en lápices y cohetes. Los organismos vivos, las proteínas, los plásticos, los alimentos y los materiales de construcción orgánicos contienen carbono. Las siliconas, que son compuestos de silicio, se utilizan para fabricar lubricantes y para bombas de vacío. El silicio se usa como óxido para hacer vidrio. El germanio y el silicio son semiconductores importantes. El estaño y el plomo se utilizan en aleaciones y para hacer pigmentos..

Familia del Carbono - Grupo 14 - Datos del Elemento

	C	Si	Ge	Sn	Pb
punto de fusión (° C)	3500 (diamante)	1410	937,4	231,88	327.502
punto de ebullición (° C)	4827	2355	2830	2260	1740
densidad (g / cm³)	3.51 (diamante)	2,33	5.323	7.28	11,343
energía de ionización (kJ / mol)	1086	787	762	709	716
radio atómico (pm)	77	118	122	140	175
radio iónico (pm)	260 (C^{4 4-})	--	--	118 (Sn²⁺)	119 (Pb²⁺)
número de oxidación habitual	+3, -4	+4 4	+2, +4	+2, +4	+2, +3
dureza (Mohs)	10 (diamante)	6.5	6.0	1,5	1,5
estructura cristalina	cúbico (diamante)	cúbico	cúbico	tetragonal	fcc

Fuente

Holt, Rinehart y Winston. "Química moderna (Carolina del Sur)". Harcourt Education, 2009.

Ciencias