Como una subcapa p tiene tres orbitales p degenerados, cada uno de los cuales puede acomodar dos electrones, hay seis grupos de elementos del bloque p en total. Debido a su tendencia a perder un electrón, son brillantes y suelen ser buenos conductores de la electricidad y el calor. El galio es un metal que puede derretirse en nuestras manos. El silicio es un componente importante del vidrio, también es uno de los metaloides más importantes del grupo del bloque p.
El último electrón en un elemento del bloque p ingresa a uno de los tres orbitales p de su capa respectiva.
Elementos del grupo 14 – Familia Carbono
Los elementos del grupo 14 son el segundo grupo en el bloque p de la tabla periódica. También se conoce como el grupo de carbono. El carbono (C), el silicio (Si), el germanio (Ge), el estaño (Sn), el plomo (Pb) y el flerovio (Fl) son miembros de este grupo.
Configuración electrónica
La configuración electrónica general de los elementos del grupo 14 es ns 2 np 2 .
Los orbitales p más externos de estos elementos contienen dos electrones. Como todos los elementos del grupo 14 tienen cuatro electrones en su capa más externa, su valencia es cuatro. Utilizan estos electrones en la formación de enlaces para lograr una configuración de octeto.
Estados de oxidación y efecto par inerte
Los estados de oxidación generales de los elementos del grupo 14 son +4 y +2. La tendencia a formar iones +2 aumenta a medida que descendemos en el grupo. Esto se debe al efecto del par inerte. Los elementos del bloque P exhiben este efecto. Esto se explica por el efecto del par inerte. Es la ausencia del orbital s durante el enlace debido a un blindaje insuficiente de los electrones intermedios.
Los electrones llenan los orbitales d y f de elementos como Sn y Pb. Debido a que los orbitales d y f tienen poca capacidad de protección, la carga nuclear que se filtra atrae al orbital s más cerca del núcleo. Como resultado, el orbital s es reacio a unirse y solo los electrones p están involucrados en el enlace. Como resultado, el Pb + 4 es un excelente agente oxidante.
Comportamiento anómalo del carbono
El carbono se diferencia de los otros elementos del grupo debido a su pequeño tamaño, alta electronegatividad, alta entalpía de ionización y falta de orbital d en Valance Shell.
Propiedades químicas de los elementos del grupo 14
- Radios covalentes: Los radios de los elementos del grupo 14 son más pequeños que los del grupo 13. El aumento de la carga nuclear efectiva puede explicar esto. El aumento de los radios de C a Si es significativo, seguido de un aumento menor de los radios. Esto se debe al mal blindaje de los orbitales d y f, lo que aumenta la carga nuclear efectiva y hace que los radios sean pequeños.
- Entalpía de ionización: los elementos del grupo 14 tienen una energía de ionización más alta que los elementos del grupo 13. Esto se puede atribuir al tamaño físico. La entalpía de ionización disminuye a medida que se desciende en el grupo. De C a Si, hay una fuerte disminución, seguida de una disminución nominal. El siguiente es el orden: C > Si > Ge > Pb >Sn. Debido al blindaje ineficaz de los orbitales d y f, el Pb tiene una entalpía de ionización más alta que el Sn en este caso.
- Electronegatividad: debido a su pequeño tamaño, los elementos de este grupo tienen un poco más de electronegatividad que los elementos del grupo 13. Los valores de electronegatividad de los elementos que van desde el Si hasta el Pb son casi idénticos.
Propiedades físicas de los elementos del Grupo 14
- Carácter metálico: debido a su pequeño tamaño y alta entalpía de ionización, los elementos del grupo 14 son menos electropositivos que los del grupo 13. El carácter metálico se vuelve más fuerte a medida que avanza en el grupo. Sn y Pb son metales blandos con puntos de fusión bajos, mientras que C y Si son no metales y Ge es un metaloide.
- Puntos de fusión y ebullición: el carbono, el silicio y el germanio tienen puntos de fusión y ebullición extremadamente altos debido a sus estructuras sólidas extremadamente estables. Debido al efecto del par inerte, Sn y Pb tienen un punto de fusión más bajo porque solo se forman dos enlaces en lugar de cuatro. El carbono tiene un punto de fusión muy alto. Todos los elementos del grupo 14 tienen una estructura reticular similar a un diamante que es de naturaleza extremadamente estable. Estas estructuras reticulares altamente estables se rompen como resultado del proceso de fusión. A medida que aumenta el tamaño de los átomos, el punto de fusión disminuye en el grupo a medida que se reducen los enlaces MM. Debido a que el estaño y el plomo son metales, sus puntos de fusión son significativamente más bajos.
- Cuatro compuestos covalentes: Los cuatro compuestos covalentes son aquellos en los que los cuatro electrones de la capa de valencia participan activamente en la unión. Esta propiedad es compartida por la mayoría de los elementos del Grupo 14.
- Densidad: La densidad aumenta a medida que aumenta el número atómico debido a un aumento en la masa por unidad de volumen en el grupo.
Algunos Compuestos importantes formados por Elementos del Grupo 14
Rusts del Grupo 14
Los rusts MO y MO 2 están formados por elementos del grupo 14. El plomo también puede formar el rust Pb 3 O 4 , que es una mezcla de PbO y PbO 2 . El CO es un monrust neutro, el GeO es básico y el SnO y el PbO son anfóteros. C es hibridación sp en CO2 . Se diferencia del SiO 2 , que es Si con hibridación sp 3 . Cada átomo de O en el SiO 2 está unido a dos enlaces de Si. Como resultado, el SiO 2 tiene una estructura tridimensional. Esto también da fe de su alto punto de fusión. El carácter ácido de los dirusts disminuye a medida que se desciende en el grupo.
Halogenuros del Grupo 14
Se combinan para formar tetrahaluros MX 4 . El átomo central tiene hibridación sp 3 y ha tomado una forma tetraédrica. Los elementos por debajo del carbono tienen orbitales d vacíos, lo que les permite respaldar el enlace con halógenos. Los dihaluros no están formados por carbono. Los dihaluros tienen una forma doblada y tienen hibridación sp2 .
Reactividad hacia el agua: El agua no tiene efecto sobre el carbono, el silicio o el germanio. El estaño reacciona con el vapor para producir dirust y gas dihidrógeno. El agua no tiene efecto sobre el plomo, muy probablemente debido a la formación de una película protectora de rust.
Usos de los Rusts de la familia del Carbono
- Monrust de carbono
- El monrust de carbono es un gas industrial muy importante porque se utiliza en la producción de muchos compuestos orgánicos e inorgánicos.
- Se utiliza para mantener fresca la carne envasada en sistemas de envasado en atmósfera modificada.
- En los láseres infrarrojos de alta potencia, se utiliza como medio láser.
- Dirust de carbono
- El dirust de carbono se utiliza en una variedad de industrias, incluidas las industrias petrolera, alimentaria y química.
- Se utiliza en la producción de urea en una variedad de industrias químicas.
- Se utiliza como aditivo alimentario en la industria alimentaria.
- Es una sustancia química que se encuentra en los extintores de incendios.
- Dirust de silicio
- La sílice se usa principalmente en la fabricación de vidrio, que se usa para ventanas, botellas y otras aplicaciones.
- Es un componente clave en la fundición en arena, responsable de la producción de una amplia gama de componentes de ingeniería y otros materiales.
- Es un aditivo común en la industria alimentaria.
- Siliconas
- En la industria automotriz, se utiliza como lubricante.
- En el recubrimiento de sustratos a base de sílice se utilizan siliconas.
- Debido a sus buenas propiedades de esparcimiento y baja solubilidad en agua, se usa como compuesto activo en deformadores.
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: ¿Qué son los elementos del bloque p?
Responder:
El bloque p es una región de la tabla periódica que incluye las columnas IIIA a VIIIA pero excluye el helio. Hay 35 elementos del bloque p, cada uno con electrones de valencia en el orbital p. Los elementos del bloque p son un grupo diverso de elementos con una amplia gama de propiedades.
Pregunta 2: ¿Por qué se llaman elementos de bloque p?
Responder:
Su nombre proviene del hecho de que sus electrones de valencia están en el orbital p. Para distinguirlos de la secuencia de transformación y la transformación interna, estos se denominan con frecuencia componentes estándar.
Pregunta 3: ¿Qué es la concatenación?
Responder:
La concatenación es la capacidad de un elemento para formar enlaces covalentes con otros átomos del mismo elemento, lo que resulta en la formación de una string de átomos.
Pregunta 4: ¿Qué elemento del grupo 14 exhibe concatenación?
Responder:
En gran medida, el carbono exhibe la propiedad de catenación. Los átomos de carbono, por ejemplo, pueden combinarse para formar strings largas, strings ramificadas y anillos cerrados.
Pregunta 5: ¿Por qué el carbono se comporta de manera diferente a otros elementos del grupo 14?
Responder:
El carbono se diferencia de los otros elementos del grupo debido a su pequeño tamaño, alta electronegatividad, alta entalpía de ionización y falta de orbital d en Valance Shell.
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por Prateek Sharma 7 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA