14. grup: karbon grubu
14. grup karbon, silisyum, germanyum, kalay, kurşun ve yapay element flerovyumu içerir. Her atomun dört dış elektronu vardır ve grup, elementlerin bir sütunda aşağı indikçe daha metalik hale gelmesinin en açık örneğidir: karbon bir ametaldir, silisyum ve germanyum yarı metaldir, kalay ve kurşun ise metaldir.
Dört dış elektron: ns² np²
Her elektron dizilimi, karbon ([He] 2s² 2p²) ve silisyumda ([Ne] 3s² 3p²) olduğu gibi ns² np² ile biter. Dört elektron, dolu bir sekizlinin yarısıdır; bu yüzden dördünü birden almak ya da vermek zordur. Bunun yerine karbon ve silisyum onları paylaşarak metan (CH₄) ve silisyum dioksitteki (SiO₂) gibi dört kovalent bağ oluşturur. Karbonun yükseltgenme basamakları metandaki −4'ten karbon dioksitteki +4'e uzanır.
Grupta aşağı indikçe +2 basamağı daha önemli hale gelir. Kalay hem +2 hem +4 bileşikler oluşturur ve kurşun en kararlı olarak Pb²⁺ halindedir.
Grupta aşağı doğru eğilimler
Yoğunluk karbon (grafit olarak) için 2,267 g/cm³'ten germanyum için 5,323 g/cm³'e ve kurşun için 11,34 g/cm³'e yükselir. Birinci iyonlaşma enerjisi karbon için 11,26 eV'den kalay için 7,344 eV'ye düşer; bu yüzden daha ağır atomlar elektronlarını daha kolay verir ve metal gibi davranır. Erime noktaları silisyum için 1687 K'den germanyum için 1211,4 K'ye ve kalay için 505,08 K'ye düşer; kurşun ise 600,61 K'de erir.
14. grupla nerede karşılaşırsın
Atomları uzun zincirler ve halkalar halinde birleştiği için karbon, tüm canlıların, yakıtların ve plastiklerin omurgasıdır. Kumdan arıtılan silisyum, bilgisayar çiplerinin ve güneş pillerinin malzemesidir; silikatlar ise kayaçların çoğunu oluşturur. Germanyum, fiber optik kablolarda ışığı taşımaya yardım eder; kalay çelik kutuları kaplar ve lehimdeki ana metaldir; kurşun ise hâlâ araba akülerinde ve radyasyon kalkanlarında kullanılır.
Sütundaki sürprizler
Germanyum bulunmadan önce öngörülmüştü. 1871'de Mendeleyev silisyumun altında bir boşluk bıraktı ve yoğunluğu yaklaşık 5,5 g/cm³ olan, eksik bir eka-silisyumu tanımladı; 1886'da keşfedilen germanyum 5,323 g/cm³ çıktı. Kalayın da kendine özgü bir sürprizi vardır: yaklaşık 13 °C'nin altında parlak beyaz kalay yavaş yavaş kırılgan gri kalaya dönüşerek ufalanabilir. Flerovyum (114) yalnızca birkaç atom halinde üretilmiştir; bu yüzden özellikleri ölçülmemiş, tahmin edilmiştir.
14. grup: grupta aşağı inerken özellikler
Sıralamak için bir sütun başlığına tıkla.
| 6 | Karbon | C | 4 | +4, −4 | 2,55 | 170 | 3.823 K (3.549,8 °C) | 2,267 g/cm³ |
| 14 | Silisyum | Si | 4 | +4, −4 | 1,9 | 210 | 1.687 K (1.413,8 °C) | 2,329 g/cm³ |
| 32 | Germanyum | Ge | 4 | +4, −4 | 2,01 | 211 | 1.211,4 K (938,3 °C) | 5,323 g/cm³ |
| 50 | Kalay | Sn | 4 | +2, +4 | 1,96 | 217 | 505,08 K (231,9 °C) | 7,287 g/cm³ |
| 82 | Kurşun | Pb | 4 | +2, +4 | 2,33 | 202 | 600,61 K (327,5 °C) | 11,34 g/cm³ |
| 114 | Flerovyum | Fl | 4 | — | — | — | — | — |