KARBONOID: UNSUR, CIRI DAN KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The carbonids semua unsur-unsur yang membentuk keluarga yang dipanggil karbon, Kumpulan 14 (IVA) dalam jadual berkala. Kumpulan ini terdiri daripada unsur bukan logam, karbon; dua unsur logam, silikon dan germanium; dan tiga unsur logam: timah, plumbum dan flevorium.

Unsur-unsur ini mempunyai empat elektron dalam cengkerang elektronik terluarnya, dengan konfigurasi ns ² np ² . Mereka cenderung menggunakan keadaan pengoksidaan +4; Dengan pengecualian plumbum, yang disebabkan oleh kesan pasangan elektron lengai, menggunakan keadaan pengoksidaan +2.

Arang, unsur perwakilan kumpulan karbonid. Sumber: Pxhere.

Unsur-unsur yang tergolong dalam keluarga ini stabil secara kimia, tidak terlalu reaktif. Tetapi mereka mampu membentuk hidrida dan halida. Selanjutnya, unsur-unsur cenderung membentuk ikatan kovalen; walaupun timah dan plumbum (kedua-dua logam) cenderung membentuk ikatan logam.

Nilai takat lebur, takat didih, dan tenaga pengionan cenderung menurun apabila bilangan atom unsur dalam kumpulan meningkat. Begitu juga, penggabungan cekap berkurang, karbon utama dan ikatan pelbagai CCnya.

Unsur dan ciri

Karbon

Unsur bukan logam dengan nombor atom 6 dan berat atom 12.011 g / mol. Karbon adalah elemen penting sehingga kimia organik disebut kimia karbon, kerana semua sebatiannya terbentuk oleh unsur ini.

Karbon terdapat dalam karbohidrat, lipid, protein, dan asid nukleik; iaitu dalam semua molekul dan makromolekul yang bertanggungjawab untuk kehidupan. Namun, ini adalah unsur ketujuh belas yang terdapat dalam kerak bumi.

Karbon adalah satu-satunya unsur keluarga yang terdapat di kerak bumi dalam bentuk murni. Di samping itu, ia bergabung dengan unsur-unsur lain untuk membentuk petroleum dan karbonat dalam batuan seperti kalsit (CaCO ₃ ), magnesit (MgCO ₃ ) dan dolomit (MgCO ₃ · CaCO ₃ ).

Karbon mempunyai 5 bentuk alotropik: grafit, yang muncul sebagai kepingan bertumpuk. Berlian itu adalah kristal dari struktur kubik, berbentuk tetrahedral dengan atom karbon yang terletak di bucunya.

Karbon amorf adalah serbuk hitam dalam bentuk jelaga. Dalam fullerene, cincin karbon membentuk susunan molekul yang serupa dengan bola sepak. Dan di graphene, kita dapati lapisan atom karbon disusun dalam corak sarang lebah.

Silikon

Ia adalah logam dengan nombor atom 14 dan berat atom 28.09 g / mol. Ia ditemukan di kerak bumi sebagai silika (SiO ₂ ), pasir, dan kuarza, serta dalam berbagai mineral dan tanah liat silikat.

Silikon adalah unsur kedua paling banyak terdapat di kerak bumi. Ia mempunyai dua bentuk alotropik: coklat amorf, dan bentuk kelabu kelabu, kilauan logam dan kristal berlian kubik.

Germanium

Ia adalah logam dengan nombor atom 32 dan berat atom 72.61 g / mol. Germanium hanya sedikit diketahui setiap hari. Ini hanya dijumpai sebagai jejak dalam beberapa mineral perak dan zink, serta dalam beberapa jenis arang batu dan dalam jerman.

Ia berwarna putih keabu-abuan dan membentuk struktur kristal kubik dan berlian.

Tin

Ia adalah logam dengan nombor atom 50 dan berat atom 118.71 g / mol. Timah adalah logam yang lembut dan boleh dibentuk dengan titik lebur rendah. Ia mempunyai dua bentuk alotropik: bentuk β, dengan struktur kristal tetragonal pada suhu bilik; dan membentuk α, berwarna kelabu yang terdapat pada suhu di bawah 13 ºC.

Timah diekstrak dari kasiterit mineral (SnO ₂ ).

Memimpin

Ia adalah logam dengan nombor atom 82 dan berat atom 207.2 g / mol. Ia memiliki struktur kristal berpusat pada wajah, warna putih kebiruan, dan ketoksikan yang tinggi pada manusia. Plumbum dijumpai sebagai sebahagian daripada galena mineral (PbS).

Flevorian

Ia adalah logam dengan nombor atom 114 dan berat atom 287 g / mol. Flevorium adalah unsur buatan, radioaktif dan sangat pendek. Sifatnya serupa dengan gas mulia, walaupun ada kemungkinan bahawa ia adalah logam kemudian daripada logam peralihan.

ciri

Takat lebur

Karbon: 3,500 ºC (berlian).

Silikon: 1,410 ºC.

Geranium: 937.4 ° C.

Timah: 231.88 ºC.

Plumbum: 327.50 ºC.

Takat didih

Karbon: 4,827 ºC (berlian).

Silikon: 2,355 ºC.

Germanium: 2,830 ° C.

Timah: 2,260 ºC.

Plumbum: 1,740 ºC.

Ketumpatan

Karbon: 3.51 g / cm ³ (berlian).

Silikon: 2.33 g / cm ³ .

Germanium: 5.327 g / cm ³ .

Timah: 7.28 g / cm ³ .

Plumbum: 11.343 g / cm ³ .

Tenaga pengionan

Karbon: 1,086 kJ / mol.

Silikon: 787 kJ / mol.

Germanium: 762 kJ / mol.

Timah: 709 kJ / mol.

Plumbum: 716 kJ / mol.

Radio atom

Karbon: 77 malam.

Silikon: 118 malam.

Germanium: 122 malam.

Timah: 140 petang.

Pimpin: 175 petang.

Nilai takat lebur dan takat didih unsur kumpulan 14 cenderung menurun apabila bilangan dan jejari atom mereka meningkat.

Ini mencerminkan daya tarikan yang lebih rendah antara atom ketika ukurannya meningkat. Kecenderungan yang sama diperhatikan pada titik pengionan unsur kumpulan; semakin besar jarak elektron dari nukleus, semakin rendah tenaga yang diperlukan untuk pemisahannya.

Sebaliknya, apabila bilangan atom meningkat, terdapat kecenderungan untuk meningkatkan ketumpatan unsur. Ini mungkin disebabkan oleh sebilangan besar proton dan neutron, komponen nuklear yang paling besar.

Permohonan

Karbon

Grafit digunakan dalam bentuk berserat dalam pembuatan plastik. Selain itu, ia digunakan dalam penghasilan pensel. Berlian adalah permata berharga. Kekerasannya hebat digunakan dalam latihan industri minyak dan hujung pensil untuk memotong kaca.

Kalsium karbida digunakan sebagai perantaraan dalam pengeluaran pelarut karbon disulfida dan karbon tetraklorida. Karbon digunakan dalam sintesis pengisi keluli dan tayar.

Silikon

Silikon digunakan sebagai semikonduktor, dan juga dalam pelbagai fungsi dalam industri elektronik. Ia mempunyai aplikasi sebagai agen pelincir dan kalis air. Silika (SiO ₂ ) digunakan dalam pembuatan seramik dan kaca, serta menjadi komponen konkrit dan bata.

Silikon digunakan dalam pam vakum. Ia penting dalam pemakanan ayam dan tikus; walaupun keperluannya untuk manusia tidak diketahui. Ia juga merupakan agen pengurangan yang digunakan untuk membebaskan magnesium dari oksida.

Germanium

Ia digunakan sebagai semikonduktor hingga tahun 1950, ketika dipindahkan oleh silikon; walaupun terus memenuhi pelbagai fungsi dalam bidang elektronik. Germanium digunakan dalam pengesan radiasi. Germanium oksida digunakan dalam gentian optik dan lensa sudut lebar.

Tin

Ia digunakan untuk melapisi benda besi untuk melindunginya dari karat. Timah digunakan dalam pengelasan dan pembuatan tinplate untuk mengemas makanan. Timah klorida digunakan dalam pengurangan mineral besi.

Sebatian timah mempunyai banyak aplikasi. Sebagai contoh, stannous fluoride digunakan dalam ubat gigi; oksida timah dalam seramik; dan kobalt stannate sebagai pigmen biru cerulean. Juga, timah membentuk aloi seperti gangsa dan timah.

Memimpin

Ia digunakan dalam pembuatan bateri kereta; dalam perlindungan daripada sinaran mengion; dan dalam pengelasan.

Rujukan

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
2. Elizabeth Sproat, Jessica Lin, dan Vancy Wong. (05 Jun 2019). Kumpulan 14: sifat dan reaksi umum. Dipulihkan dari: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2019). Kumpulan karbon pulih dari: en.wikipedia.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21 Mac 2019). Keluarga Elemen Karbon. Dipulihkan dari: thinkco.com
5. Moeller Therald. (2019). Unsur kumpulan karbon. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: britannica.com