11. 14 skupina PSP

11. 14. skupina PSP

Charakteristika skupiny a postavení v PSP (skupenství, kovový charakter).

Skupina IV. A, nazvaná též tetrely, je název pro prvky uhlík, křemík, germanium, cín a olovo. Všechny prvky této skupiny jsou pevné látky. Kovový charakter zřetelně roste s rostoucím protonovým číslem. Uhlík a křemík jsou typické nekovy, germanium je polokov a cín s olovem jsou kovy.

Tyto prvky mají elektronovou konfiguraci ns2np2 a nazývají se p2 prvky. Ve valenční sféře mají čtyři valenční elektrony.

C:

Elektronová konfigurace – vyvození vaznosti a oxidačních čísel

Ve sloučeninách mají oxidační čísla II nebo IV (uhlík a křemík mohou mít také oxidační číslo –IV). Tyto prvky mohou tvořit iontové i kovalentní vazby. Uhlík, křemík a germanium tvoří kovalentní sloučeniny, zatímco ve sloučeninách cínu a olova převažuje iontový charakter vazby. Uhlík je maximálně čtyřvazný, ostatní prvky jsou až šestivazné (mohou využít prázdné nd orbitaly.

Výskyt

Uhlík

Uhlík se v přírodě vyskytuje volný i vázaný ve sloučeninách. Volný uhlík známe jako grafit a diamant. Uhlík je základní makrobiogenní prvek, je základem všech organických sloučenin. Vyskytuje se i v anorganických sloučeninách (CO2, uhličitany, karbidy).

Křemík

Křemík je po kyslíku druhý nejrozšířenější prvek na Zemi. Je to makrobiogenní prvek nutný pros tavbu kostí (osifikaci). Vyskytuje se v některých rostlinách a tvoří schránky některých živočichů. V přírodě se nachází téměř výlučně ve formě kyslíkatých anorganických sloučenin s oxidačním číslem IV jako křemen (SiO2), křemičitany (granáty) nebo hlinitokřemičitany (slídy).

Cín a olovo

Cín a olovo se vyskytují elementární jen vzácně, většinou ve svých sloučeninách jako Galenit (PbS) nebo cínovec (SnO2).

Charakteristika jednotlivých prvků

Uhlík má schopnost tvořit řetězce, které vznikají spojením velkého počtu uhlíkových atomů. Tyto řetězce mohou být lineární nebo cyklické, mohou obsahovat jednoduché, dvojné i trojné vazby. Proto také existuje velké množství organických sloučenin. Za normální teploty je poměrně málo reaktivní, s vyšší teplotou jeho reaktivita roste a slučuje se s kyslíkem i jinými prvky.

Na uhlík jsou bohatá také paliva, např. dřevěné uhlík, hnědé uhlí, černé uhlí, ropa a zemní plyn. Živočišné uhlí se používá v lékařství při chorobách trávící soustavy.

Uhlík se vyrábí rozkladem organických sloučenin bez přístupu vzduchu

Křemík je důležitý polovodič používaný v elektrotechnice (tranzistory, čipy do počítačů, sluneční brýle). Je to tmavošedá kovově lesklá tvrdá krystalická látka. Svou strukturou se podobá diamantu, vazby jsou však méně pevné, a proto je křehčí. Není příliš reaktivní, s ostatními prvky se slučuje za vysokých teplot. Je rezistentní vůči kyselinám s výjimkou HF.