Grupo 14: el grupo del carbono

Cuatro electrones externos: ns² np²

Cada configuración termina en ns² np², como en el carbono ([He] 2s² 2p²) y el silicio ([Ne] 3s² 3p²). Cuatro electrones es la mitad de un octeto completo, por lo que ganar o perder los cuatro es difícil. En cambio, el carbono y el silicio los comparten y forman cuatro enlaces covalentes, como en el metano (CH₄) y el dióxido de silicio (SiO₂). Los estados de oxidación del carbono van de −4 en el metano a +4 en el dióxido de carbono.

Al bajar por el grupo, el estado +2 gana importancia. El estaño forma compuestos +2 y +4, y el plomo es más estable como Pb²⁺.

Tendencias al bajar por el grupo

La densidad sube de 2,267 g/cm³ para el carbono (como grafito) a 5,323 g/cm³ para el germanio y 11,34 g/cm³ para el plomo. La primera energía de ionización baja de 11,26 eV para el carbono a 7,344 eV para el estaño, así que los átomos más pesados ceden electrones con más facilidad y se comportan como metales. Los puntos de fusión descienden de 1687 K para el silicio a 1211,4 K para el germanio y 505,08 K para el estaño, mientras que el plomo se funde a 600,61 K.

Dónde te encuentras el grupo 14

El carbono es la columna vertebral de todo ser vivo, de los combustibles y de los plásticos, porque sus átomos se enlazan en largas cadenas y anillos. El silicio, refinado a partir de la arena, es el material de los chips de ordenador y las células solares, y los silicatos forman la mayor parte de las rocas. El germanio ayuda a transportar la luz en los cables de fibra óptica, el estaño recubre las latas de acero y es el metal principal de la soldadura, y el plomo se sigue usando en baterías de coche y en blindajes contra la radiación.

Sorpresas en la columna

El germanio fue predicho antes de ser encontrado. En 1871 Mendeléyev dejó un hueco debajo del silicio y describió un eka-silicio desconocido con una densidad de unos 5,5 g/cm³; el germanio, descubierto en 1886, resultó tener 5,323 g/cm³. El estaño tiene su propia sorpresa: por debajo de unos 13 °C, el estaño blanco y brillante puede desmoronarse lentamente en estaño gris quebradizo. El flerovio (114) solo se ha producido de unos pocos átomos cada vez, por lo que sus propiedades se predicen, no se miden.