Gruppo 14 o gruppo del carbonio

Il Gruppo 14 o gruppo del carbonio detto anche dei cristallogeni è costituito da Carbonio, Silicio, Germanio, Stagno, Piombo e Flerovio.

Gli elementi del gruppo appartengono al blocco p e hanno una configurazione elettronica che termina in ns2,np2; il numero di ossidazione più comune per tali elementi è +4 come nei composti CCl4, SiCl4 e SnO2; scendendo lungo il gruppo sono comuni anche numeri di ossidazione +2 come nel caso di SnCl2 e PbO. Mentre nel caso dello stagno il numero di ossidazione più stabile è +2, il piombo ha come numero di ossidazione più stabile +4.

Per quanto attiene il carbonio, esso dà luogo alla formazione di composti inorganici e composti organici; in questi ultimi mostra numero di ossidazione che vanno da – 4 a +4.

Gli elementi di questo gruppo seguono il trend previsto dalle proprietà periodiche: il raggio atomico aumenta dall’alto verso il basso come il carattere metallico mentre l’energia di ionizzazione diminuisce dall’alto verso il basso.

Le proprietà degli elementi tuttavia varia notevolmente: il carbonio è un non metallo, il silicio e il germanio sono metalloidi e si comportano da semiconduttori mentre lo stagno e il piombo sono metalli e il flerovio è un elemento sintetico e radioattivo.

Come avviene per gli elementi del Gruppo 13 anche per gli elementi del Gruppo 14 si verifica una inversione nella tendenza di alcune proprietà come l’energia di ionizzazione per il secondo e il terzo elemento.

Gli elementi del Gruppo 14 si presentano in diverse forme allotropiche stabili e metastabili alcune delle quali sono usate dall’industria.

Tutti gli elementi, ad eccezione del piombo si presentano in più forme allotropiche ma per la loro importanza si annoverano quelle del carbonio e del silicio.

Il carbonio infatti si può trovare sotto forma di grafite che è la forma termodinamicamente più stabile, diamante, grafene e fullerene mentre il silicio si presenta in forma amorfa e cristallina. Il crescente interesse nei confronti del silicio per le sue applicazioni nel campo dei pannelli solari ha fatto sì che siano state scoperte nuove forme come quella ortorombica Si24.

Gli elementi del Gruppo 15 formano ossidi ed in particolare il carbonio forma il biossido di carbonio CO2 che si forma da reazioni di combustione ed è un gas prodotto dall’attività metabolica del corpo umano e il monossido di carbonio CO ottenuto da reazioni di combustione incompleta e il subossido di carbonio C3O2 usato nella sintesi dei malonati.

Il silicio forma un solo ossido stabile SiO2 scarsamente solubile in acqua.

Il germanio forma il biossido GeO2 utilizzato quale materiale ottico per lenti grandangolari e il monossido GeO che ha un comportamento anfotero.

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Author: Chimicamo

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