Ηλεκτρονική Διαμόρφωση Στοιχείων Ομάδας 14
Υπάρχουν έξι ομάδες στοιχείων p-μπλοκ συνολικά καθώς ένα p-υποφλοιό περιέχει τρία εκφυλισμένα p-τροχιακά, καθένα από τα οποία μπορεί να φιλοξενήσει δύο ηλεκτρόνια. Χάρη στην ευαισθησία τους στην απώλεια ενός ηλεκτρονίου, είναι λαμπεροί και τυπικά ισχυροί αγωγοί του ηλεκτρισμού και της θερμότητας.
Ηλεκτρονική διαμόρφωση
Η γενική ηλεκτρονική διαμόρφωση των στοιχείων της ομάδας 14 είναι ns2np2. Υπάρχουν δύο ηλεκτρόνια στα εξωτερικά p τροχιακά αυτών των στοιχείων.
Το σθένος όλων των στοιχείων στην ομάδα 14 είναι τέσσερα, αφού το εξωτερικό τους περίβλημα έχει τέσσερα ηλεκτρόνια. Για να επιτύχουν μια οκτάδα, χρησιμοποιούν αυτά τα ηλεκτρόνια στο σχηματισμό δεσμών. Η ηλεκτρονική διαμόρφωση για κάθε στοιχείο αυτής της ομάδας δίνεται παρακάτω:
- Άνθρακας [He]2s2 Sp2
- Πυρίτιο [Ne]3s2 3p2
- Γερμανικό [Ar]3d10 4s2 4p2
- Tin [Kr]4d10 5s2 5p2
- Επικεφαλής [Xe]4f14 5d10 6s2 6p2
Η ηλεκτρική διάταξη των στοιχείων της ομάδας 14 δείχνει ότι το σθένος τους έχει τέσσερα ηλεκτρόνια (τελικό κέλυφος). Δύο ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν το τροχιακό s, ενώ τα αντίθετα δύο καταλαμβάνουν το τροχιακό p. Ως αποτέλεσμα, το κέλυφος σθένους τους έχει μια ηλεκτρονική διαμόρφωση s2p2. Το προτελευταίο κέλυφος του άνθρακα έχει ηλεκτρόνια s2. Το πυρίτιο έχει ηλεκτρόνια s2p6, ενώ το γερμάνιο είναι ακόρεστο και έχει ηλεκτρόνια s2p6d10. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο άνθρακας συχνά διακρίνεται από το πυρίτιο, και τα δύο είναι διαφορετικά από τα αντίθετα μέλη αυτής της ομάδας.
Χημικές ιδιότητες στοιχείων της ομάδας 14
Ομοιοπολικές ακτίνες
Αν μιλάμε για τις ακτίνες των στοιχείων της ομάδας 13, είναι μεγαλύτερες από τα στοιχεία της ομάδας 14. Αυτό οφείλεται μόνο στο αυξανόμενο πυρηνικό φορτίο μέσα σε αυτά. Η αύξηση των ακτίνων από το C στο Si είναι κρίσιμη, ακολουθούμενη από μια μικρότερη αύξηση των ακτίνων. Ο κύριος λόγος για τον οποίο η ακτίνα είναι μικρή είναι λόγω της κακής θωράκισης του τροχιακού από τα f και d, που έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση του πυρηνικού φορτίου.
Ενθαλπία ιονισμού
Αν μιλάμε για την ενέργεια ιονισμού των στοιχείων της Ομάδας 13, έχουν χαμηλότερη ενέργεια ιονισμού από τα στοιχεία της ομάδας 14. Αυτό αποδίδεται στο φυσικό μέγεθος. Η ενθαλπία ιονισμού μειώνεται και κινείται προς τα κάτω με την ομάδα. Υπάρχει μια απότομη μείωση από το C σε Si, ακολουθούμενη από μια ονομαστική μείωση. Ακολουθεί η σειρά:C> Si> Ge> Pb>Sn.
Ηλεκτραρνητικότητα
Καθώς το μέγεθος είναι μικρό, το νέφος ηλεκτρονίων για αυτήν την ομάδα έχει ελαφρώς μεγαλύτερη ηλεκτραρνητικότητα από το νέφος της ομάδας 13. Οι τιμές ηλεκτραρνητικότητας των στοιχείων που ξεκινούν από το Si έως το Pb είναι σχεδόν ίδιες.
Φυσικές ιδιότητες στοιχείων της ομάδας 14
Τα σημεία τήξης και βρασμού πέφτουν καθώς προχωράτε προς τα κάτω στην ομάδα, εκτός από τον μόλυβδο, ο οποίος έχει ελαφρώς μεγαλύτερο σημείο πήξης από τον κασσίτερο. Επειδή χρειάζονται μια κρυσταλλική δομή που μοιάζει με διαμάντι, το πυρίτιο και το γερμάνιο έχουν υψηλά σημεία τήξης. Το σημείο πήξης πέφτει από το υψηλότερο στο χαμηλότερο της ομάδας, χάρη στις αυξημένες ομοιοπολικές ακτίνες και την εξασθένηση του δεσμού M-M.
Τα στοιχεία της ομάδας 14 είναι λιγότερο ηλεκτροθετικά από τα στοιχεία της ομάδας 13 λόγω του μικρού τους μεγέθους και της ενθαλπίας υψηλού ιονισμού. Καθώς κατεβαίνετε στην ομάδα, η μεταλλική φύση γίνεται πιο έντονη. Το C και το Si είναι αμέταλλα, ενώ το Ge μπορεί να είναι μεταλλοειδές. Το Sn και το Pb είναι μαλακά μέταλλα με χαμηλές θερμοκρασίες τήξης.
Εφαρμογή ηλεκτρονικής διαμόρφωσης στοιχείων της ομάδας 14
Ο άνθρακας είναι ένα ζωτικό και βασικό συστατικό της ζωής. Το CO2 χρησιμοποιείται σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένου του πετρελαίου, των τροφίμων και της χημικής παραγωγής. Το πυρίτιο έχει ιδιότητες ημιαγωγών και χρησιμοποιείται συνήθως σε ηλιακά κύτταρα και σε επεξεργαστές υπολογιστών. Για την απόσβεση της ακτινοβολίας, χρησιμοποιείται μόλυβδος. Επειδή ο κασσίτερος δεν αντιδρά, χρησιμοποιείται για την κατασκευή κονσερβών. Το πυρίτιο χρησιμοποιείται ευρέως στη συναρμολόγηση γυαλιού, χρησιμοποιείται στην κατασκευή παραθύρων, φιαλών και άλλων αντικειμένων.
Τι είναι η διασύνδεση;
Κατενοποίηση είναι η σύνδεση ατόμων ενός ισοδύναμου στοιχείου σε μια σειρά, που αναφέρεται ως ακολουθία. Εάν τα άκρα μιας ακολουθίας δακτυλίων δεν είναι ενωμένα, είναι ανοιχτό. εάν είναι κολλημένα κατά τη διάρκεια ενός δακτυλίου, όταν είναι κλειστό.
Οι όροι catenate και catenation προέρχονται από τη λατινική λέξη catena, που υποδηλώνει «αλυσίδα». Κατενοποίηση είναι η ικανότητα ενός συστατικού να δημιουργεί ομοιοπολικούς δεσμούς με άλλα άτομα ενός ισοδύναμου στοιχείου, οδηγώντας στο σχηματισμό μιας αλυσίδας ατόμων.
Συμπέρασμα
Τα στοιχεία είναι διατεταγμένα μέσα στον πίνακα σύμφωνα με τους ατομικούς τους αριθμούς, που υποδεικνύουν το ποσοστό των πρωτονίων που χρειάζονται. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων στα ουδέτερα άτομα είναι ίσος με τον αριθμό των πρωτονίων, και ως εκ τούτου, ο αριθμός μπορεί επίσης να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον αριθμό ηλεκτρονίων. Το εξωτερικό περίβλημα των στοιχείων της ομάδας 14 έχει τέσσερα ηλεκτρόνια. Η κοινή χρήση ηλεκτρονίων παρατηρείται συνήθως για την ολοκλήρωση των φλοιών σθένους δημιουργώντας πολυάριθμους δεσμούς με άλλα άτομα.
