Khái quát nhóm cacbon
Nhóm cacbon gồm có các nguyên tố Cacbon ( C ), Silic ( Si ), Germani ( Ge ), thiếc ( Sn ) và chì ( Pb ). Chúng đều thuộc nhóm các nguyên tố p.
Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử (ns2np2) có 4 electron:
Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử của các nguyên tố nhóm cacbon có 2 electron độc thân, do đó một
Nhóm cacbon gồm có các nguyên tố
Cacbon ( C ), Silic ( Si ), Germani (
Ge ), thiếc ( Sn ) và chì ( Pb ). Chúng
đều thuộc nhóm các nguyên tố p.
Cacbon Silic Germani Thiếc Chì
Số hiệu nguyên 6 14 32 50 82
tử
Nguyên tử khối 12,1 28,09 72,64 118,69 207,20
Cấu hình 2s22p2 3s23p2 4s24p2 5s25p2 6s26p2
electron lớp
ngoài cùng
Bán kính 0,077 0,117 0,122 0,140 0,146
nguyên tử (nm)
Độ âm điện 2,55 1,90 2,01 1,96 2,39
Năng lương ion 1086 786 762 709 716
hóa thứ nhất
(kJ/mol)
1. Cấu hình electron nguyên tử
Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử (ns2np2)
có 4 electron:
Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử của các nguyên tố
nhóm cacbon có 2 electron độc thân, do đó một
trong số hợp chất chúng có thể tạo thành 2 liên
kết cộng hóa trị. Khi được kích thích, một
electron trong cặp electron của phân lớp ns có
thể chuyển sang obitan p còn trống của phân lớp
np.
Khi đó, nguyên tử của các nguyên tố
nhóm cacbon có 4 electron độc thân,
chúng có thể tạo thành 4 liên kết cộng
hóa trị. Để đạt được cấu hình electron
bền của khí hiếm, các nguyên tử nguyên
tố nhóm cacbon tạo nên những cặp
electron chung với các nguyên tử khác,
trong các hợp chất chúng có các số oxi
hóa +4, +2 và cũng có thể là -4 tùy thuộc
vào độ âm điện của các nguyên tố liên
kết với chúng.
2. Sự biến đổi tính chất của các đơn chất
Từ cacbon đến chì tính phi kim giảm dần,
tính kim loại tăng dần. Cacbon và silic là hai
nguyên tố phi kim, germani vừa có tính kim
loại vừa có tính phi kim, còn thiếc và chì là
các kim loại.
Trong cùng chu kì, khả năng kết hop85
electron của cacbon kém hơn nito7 và của
silic kém hơn photpho, nên cacbon và silic là
những phi kim kém hoạt động hơn nitơ và
photpho
3. Sự biến đổi tính chất của các hợp chất
Tất cả các nguyên tố nhóm cacbon đều
tạo được hợp chất với hid9ro6 có công
thức chung là RH4 (R chỉ nguyên tố).
Độ bền nhiệt của các hợp chất hiđrua
này giảm nhanh từ CH4 đến PbH4.
Các nguyên tố nhóm cacbon tạo với oxi
2 loại oxit là RO và RO2, trong đó R có
số oxi hóa tương ứng là +2 và +4.
CO2 và SiO2 là cac oxit axit, còn các oxit
GeO2, SnO2, PbO2 và các hid9roxit tương
ứng của chúng là các hợp chất lưỡng
tính.
Ngoài khả năng tạo liên kết cộng hóa trị
với các nguyên tử của nguyên tố khác,
các nguyên tử cacbon còn có thể liên kết
với nhau tạo thành mạch. Mạch cacbon
có thể gồm hàng chục, háng trăm nguyên
tử cacbon (tron các hợp chất hữu cơ)