Grupp 14: kolgruppen

Fyra yttre elektroner: ns² np²

Varje konfiguration slutar på ns² np², som hos kol ([He] 2s² 2p²) och kisel ([Ne] 3s² 3p²). Fyra elektroner är halvvägs till en full oktett, så att ta upp eller avge alla fyra är svårt. I stället delar kol och kisel dem och bildar fyra kovalenta bindningar, som i metan (CH₄) och kiseldioxid (SiO₂). Kolets oxidationstillstånd sträcker sig från −4 i metan till +4 i koldioxid.

Nedåt i gruppen blir tillståndet +2 viktigare. Tenn bildar både +2- och +4-föreningar, och bly är mest stabilt som Pb²⁺.

Trender nedåt i gruppen

Densiteten stiger från 2,267 g/cm³ för kol (som grafit) till 5,323 g/cm³ för germanium och 11,34 g/cm³ för bly. Den första joniseringsenergin sjunker från 11,26 eV för kol till 7,344 eV för tenn, så de tyngre atomerna avger elektroner lättare och beter sig som metaller. Smältpunkterna sjunker från 1687 K för kisel till 1211,4 K för germanium och 505,08 K för tenn, medan bly smälter vid 600,61 K.

Där du möter grupp 14

Kol är ryggraden i allt levande, i bränslen och i plast, eftersom dess atomer länkas samman till långa kedjor och ringar. Kisel, renat från sand, är materialet i datorchips och solceller, och silikater utgör större delen av bergarterna. Germanium hjälper till att leda ljus i fiberoptiska kablar, tenn belägger konservburkar av stål och är huvudmetallen i lödtenn, och bly används fortfarande i bilbatterier och strålskydd.

Överraskningar i kolumnen

Germanium förutsades innan det hittades. År 1871 lämnade Mendeleev en lucka under kisel och beskrev ett saknat eka-kisel med en densitet på omkring 5,5 g/cm³; germanium, som upptäcktes 1886, hamnade på 5,323 g/cm³. Tenn har sin egen överraskning: under cirka 13 °C kan blankt vitt tenn långsamt falla sönder till sprött grått tenn. Flerovium (114) har bara framställts några få atomer åt gången, så dess egenskaper är förutsagda, inte uppmätta.