למדו על משפחת האלמנטים הפחמניים

אחת הדרכים לסווג אלמנטים היא לפי המשפחה. משפחה מורכבת מאלמנט הומולוגי עם אטומים בעלי אותו מספר אלקטרונים ערכיים ובכך תכונות כימיות דומות. דוגמאות למשפחות אלמנטים הן משפחת החנקן, משפחת החמצן ומשפחת הפחמן.

Takeaways Key: משפחת פחמן של אלמנטים

ה פחמן המשפחה היא קבוצה 14 של הקבוצה טבלה מחזורית. משפחת הפחמן מורכבת מחמישה יסודות: פחמן, סיליקון, גרמניום, פח ועופרת. סביר להניח שרכיב 114, flerovium, יתנהג גם מבחינות מסוימות כבן משפחה. במילים אחרות, הקבוצה מורכבת מפחמן והאלמנטים היישר מתחתיו בטבלה המחזורית. משפחת הפחמן ממוקמת קרוב מאוד לאמצע הטבלה המחזורית, כשמימין שלה מתכות ומתכות משמאלה.

משפחת הפחמן נקראת גם קבוצת הפחמן, קבוצה 14 או קבוצה IV. פעם נקראה למשפחה זו המנהרות או התריסים מכיוון שהיסודות שייכים לקבוצה IV או כהפניה לארבעת האלקטרונים הערכיים של האטומים של יסודות אלה. המשפחה נקראת גם הקריסטלוגנים.

הנה כמה עובדות על משפחת הפחמן:

• אלמנטים משפחתיים של פחמן מכילים אטומים שיש להם 4 אלקטרונים ברמת האנרגיה החיצונית שלהם. שניים מהאלקטרונים האלה נמצאים ב- s מעטפת משנה, בעוד 2 נמצאים ב ע מעטפת משנה. רק לפחמן יש את ה- s² תצורה חיצונית, המהווה חלק מההבדלים בין פחמן לאלמנטים אחרים במשפחה.
• כמוך עבור מטה המחזורית במשפחת הפחמן, הרדיוס האטומי והרדיוס היוני גוברים תוך אלקטרונגטיביות ו אנרגיית יינון ירידה. גודל האטום גדל לנוע בקבוצה מכיוון שמוסיפה מעטפת אלקטרונית נוספת.
• צפיפות האלמנטים מגדילה את תנועתה לאורך הקבוצה.
• משפחת הפחמן מורכבת אחד לא מתכתי (פחמן), שניים מתכות (סיליקון וגרמניום), ושניים מתכות (פח ועופרת). במילים אחרות, האלמנטים צוברים מתכתי הנעה בקבוצה.
• אלמנטים אלה נמצאים במגוון רחב של תרכובות. פחמן הוא היסוד היחיד בקבוצה שניתן למצוא טהור בטבע.
• לאלמנטים של משפחת הפחמן יש פיסיקלים משתנים בהרבה תכונות כימיות.
• בסך הכל, האלמנטים המשפחתיים של הפחמן יציבים ונוטים להיות בלתי-מגיבים למדי.
• האלמנטים נוטים להיווצר תרכובות קוולנטיותאם כי גם פח ועופרת נוצרים תרכובות יוניות.
• למעט עופרת, כל האלמנטים המשפחתיים הפחמניים קיימים כצורות או אלוטרופים שונים. פחמן, למשל, מתרחש באלוטרופי פחמן יהלומים, גרפיט, פולרן ואמורף. פח מתרחש כמו פח לבן, פח אפור, ופח מעוין. עופרת נמצאת רק כמתכת צפופה בצבע כחול-אפור.
• לאלמנטים של קבוצה 14 (משפחת פחמן) יש נקודות התכה ונקודות רתיחה גבוהות בהרבה מאלמנטים של קבוצה 13. נקודות התכה והרתחה במשפחת הפחמן נוטות לצמצם את תנועתה לאורך הקבוצה, בעיקר מכיוון שכוחות אטומים במולקולות הגדולות אינם חזקים כל כך. לעופרת, למשל, יש נקודת התכה נמוכה כל כך, עד שהיא נוזלת בקלות על ידי להבה. זה עושה את זה שימושי כבסיס להלחמה.

האלמנטים המשפחתיים של הפחמן חשובים בחיי היומיום ובתעשייה. פחמן הוא הבסיס לחיים אורגניים. גרפיט האלוטרופ שלה משמש בעפרונות ורקטות. אורגניזמים חיים, חלבונים, פלסטיק, מזון וחומרי בניין אורגניים כולם מכילים פחמן. סיליקון, שהם תרכובות סיליקון, משמשים לייצור חומרי סיכה ולמשאבות ואקום. סיליקון משמש כתחמוצתו לייצור זכוכית. גרמניום וסיליקון הם מוליכים למחצה חשובים. פח ועופרת משמשים בסגסוגות להכנת פיגמנטים.

• הולט, ריינהרט ווינסטון. "כימיה מודרנית (דרום קרוליינה)." חינוך הרקורט, 2009.