Grupo 14: o grupo do carbono

Quatro elétrons externos: ns² np²

Cada configuração termina em ns² np², como no carbono ([He] 2s² 2p²) e no silício ([Ne] 3s² 3p²). Quatro elétrons é a metade do caminho para um octeto completo, então ganhar ou perder os quatro é difícil. Em vez disso, o carbono e o silício os compartilham, formando quatro ligações covalentes, como no metano (CH₄) e no dióxido de silício (SiO₂). Os estados de oxidação do carbono vão de −4 no metano a +4 no dióxido de carbono.

Descendo o grupo, o estado +2 se torna mais importante. O estanho forma compostos +2 e +4, e o chumbo é mais estável como Pb²⁺.

Tendências ao longo do grupo

A densidade sobe de 2,267 g/cm³ para o carbono (como grafite) para 5,323 g/cm³ para o germânio e 11,34 g/cm³ para o chumbo. A primeira energia de ionização cai de 11,26 eV para o carbono para 7,344 eV para o estanho, então os átomos mais pesados cedem elétrons com mais facilidade e se comportam como metais. Os pontos de fusão caem de 1687 K para o silício para 1211,4 K para o germânio e 505,08 K para o estanho, enquanto o chumbo funde a 600,61 K.

Onde você encontra o grupo 14

O carbono é a espinha dorsal de todos os seres vivos, dos combustíveis e dos plásticos, porque seus átomos se unem em longas cadeias e anéis. O silício, refinado a partir da areia, é o material dos chips de computador e das células solares, e os silicatos constituem a maior parte das rochas. O germânio ajuda a conduzir a luz em cabos de fibra óptica, o estanho reveste latas de aço e é o principal metal da solda, e o chumbo ainda é usado em baterias de carro e em blindagens contra radiação.

Surpresas na coluna

O germânio foi previsto antes de ser encontrado. Em 1871, Mendeleev deixou uma lacuna abaixo do silício e descreveu um eka-silício ausente com densidade de cerca de 5,5 g/cm³; o germânio, descoberto em 1886, apresentou 5,323 g/cm³. O estanho tem sua própria surpresa: abaixo de cerca de 13 °C, o estanho branco brilhante pode se esfarelar lentamente em estanho cinza quebradiço. O fleróvio (114) só foi produzido poucos átomos de cada vez, então suas propriedades são previstas, não medidas.