KARBONOID: ELEMEN, KARAKTERISTIK DAN KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The carbonids semua elemen-elemen yang membentuk keluarga karbon yang disebut, kelompok 14 (IVA) dari tabel periodik. Kelompok ini terdiri dari unsur bukan logam, karbon; dua elemen metaloid, silikon dan germanium; dan tiga elemen logam: timah, timbal, dan flevorium.

Unsur-unsur ini memiliki empat elektron di kulit elektronik terluarnya, dengan konfigurasi ns ² np ² . Mereka cenderung menggunakan bilangan oksidasi +4; Dengan pengecualian timbal, yang karena efek pasangan elektron inert, menggunakan bilangan oksidasi +2.

Arang, elemen perwakilan dari kelompok karbonida. Sumber: Pxhere.

Unsur-unsur yang termasuk dalam keluarga ini stabil secara kimiawi, tidak terlalu reaktif. Tetapi mereka mampu membentuk hidrida dan halida. Lebih lanjut, unsur-unsur tersebut cenderung membentuk ikatan kovalen; meskipun timah dan timbal (keduanya logam) cenderung membentuk ikatan logam.

Nilai titik leleh, titik didih, dan energi ionisasi cenderung menurun dengan bertambahnya nomor atom unsur-unsur dalam golongan. Demikian pula, penggabungan yang efisien menurun, menyebabkan karbon dan ikatan CC ganda.

Elemen dan karakteristik

Karbon

Unsur bukan logam dengan nomor atom 6 dan berat atom 12.011 g / mol. Karbon merupakan unsur yang sangat penting sehingga kimia organik disebut kimia karbon, karena semua senyawanya dibentuk oleh unsur ini.

Karbon hadir dalam karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat; yaitu, di semua molekul dan makromolekul yang bertanggung jawab atas kehidupan. Namun, itu adalah kelimpahan unsur ketujuh belas di kerak bumi.

Karbon adalah satu-satunya unsur keluarga yang ditemukan di kerak bumi dalam bentuk murni. Selain itu, ia bergabung dengan unsur lain untuk membentuk minyak bumi dan karbonat pada batuan seperti kalsit (CaCO ₃ ), magnesit (MgCO ₃ ) dan dolomit (MgCO ₃ · CaCO ₃ ).

Karbon memiliki 5 bentuk alotropik: grafit, yang muncul sebagai lembaran bertumpuk. Berlian adalah kristal berstruktur kubik, berbentuk tetrahedral dengan atom karbon yang terletak di simpulnya.

Karbon amorf adalah bubuk hitam berbentuk jelaga. Dalam fullerene, cincin karbon membentuk susunan molekul yang mirip dengan bola sepak. Dan dalam graphene, kami menemukan lapisan atom karbon yang tersusun dalam pola sarang lebah.

Silicon

Ini adalah metaloid dengan nomor atom 14 dan berat atom 28,09 g / mol. Itu ditemukan di kerak bumi sebagai silika (SiO ₂ ), pasir, dan kuarsa, serta dalam berbagai mineral dan lempung silikat.

Silikon adalah unsur paling melimpah kedua di kerak bumi. Ini memiliki dua bentuk alotropik: satu amorf coklat, dan bentuk kristal abu-abu, kilau logam dan kristal berlian kubik.

Germanium

Ini adalah metaloid dengan nomor atom 32 dan berat atom 72,61 g / mol. Germanium tidak banyak diketahui setiap hari. Ia hanya ditemukan sebagai jejak di beberapa mineral perak dan seng, serta di beberapa jenis batu bara dan di germanite.

Warnanya putih keabu-abuan dan membentuk struktur kristal kubik dan berlian.

Timah

Ini adalah logam dengan nomor atom 50 dan berat atom 118,71 g / mol. Timah adalah logam lunak yang dapat dicetak dengan titik leleh rendah. Ia memiliki dua bentuk alotropik: bentuk β, dengan struktur kristal tetragonal pada suhu kamar; dan bentuk α, berwarna abu-abu ditemukan pada suhu di bawah 13 ºC.

Timah diekstraksi dari mineral cassiterite (SnO ₂ ).

Memimpin

Ini adalah logam dengan nomor atom 82 dan berat atom 207,2 g / mol. Ia memiliki struktur kristal berpusat pada wajah, warna putih kebiruan, dan toksisitas tinggi bagi manusia. Timbal ditemukan sebagai bagian dari mineral galena (PbS).

Flevorian

Ini adalah logam dengan nomor atom 114 dan berat atom 287 g / mol. Flevorium adalah elemen buatan, radioaktif, dan berumur sangat pendek. Sifat-sifatnya mirip dengan gas mulia, meskipun ada kemungkinan logam ini lebih belakangan daripada logam transisi.

karakteristik

Titik lebur

Karbon: 3.500 ºC (berlian).

Silikon: 1.410 ºC.

Geranium: 937,4 ° C.

Timah: 231,88 ºC.

Timbal: 327,50 ºC.

Titik didih

Karbon: 4.827 ºC (berlian).

Silikon: 2.355 ºC.

Germanium: 2.830 ° C.

Timah: 2.260 ºC.

Timbal: 1.740 ºC.

Massa jenis

Karbon: 3,51 g / cm ³ (berlian).

Silikon: 2,33 g / cm ³ .

Germanium: 5,327 g / cm ³ .

Timah: 7,28 g / cm ³ .

Timbal: 11,343 g / cm ³ .

Energi ionisasi

Karbon: 1.086 kJ / mol.

Silikon: 787 kJ / mol.

Germanium: 762 kJ / mol.

Timah: 709 kJ / mol.

Timbal: 716 kJ / mol.

Radio atom

Karbon: 77 malam.

Silikon: 118 malam.

Germanium: 122 malam.

Timah: 140 malam.

Pimpin: 175 sore.

Nilai titik leleh dan titik didih unsur golongan 14 cenderung menurun dengan bertambahnya jumlah dan jari-jari atomnya.

Ini mencerminkan gaya tarik yang lebih rendah di antara atom-atom saat ukurannya meningkat. Kecenderungan yang sama diamati pada titik ionisasi unsur-unsur golongan; semakin besar jarak sebuah elektron dari nukleus, semakin rendah energi yang dibutuhkan untuk pemisahannya.

Sebaliknya, dengan bertambahnya nomor atom, ada kecenderungan untuk meningkatkan massa jenis unsur tersebut. Ini mungkin karena jumlah proton dan neutron yang lebih besar, komponen nuklir paling masif.

Aplikasi

Karbon

Grafit digunakan dalam bentuk berserat dalam pembuatan plastik. Selain itu, digunakan dalam produksi pensil. Berlian adalah permata yang sangat berharga. Kekerasannya yang luar biasa digunakan dalam bor di industri minyak dan di ujung pensil untuk memotong kaca.

Kalsium karbida digunakan sebagai perantara dalam produksi pelarut karbon disulfida dan karbon tetraklorida. Karbon digunakan dalam sintesis baja dan pengisi ban.

Silicon

Silikon digunakan sebagai semikonduktor, serta dalam berbagai fungsi di industri elektronik. Ini memiliki aplikasi sebagai pelumas dan agen waterproofing. Silika (SiO ₂ ) digunakan dalam pembuatan keramik dan kaca, serta sebagai komponen beton dan batu bata.

Silikon digunakan dalam pompa vakum. Ini penting dalam nutrisi ayam dan tikus; meskipun hakikatnya bagi manusia tidak diketahui. Ini juga merupakan agen pereduksi yang digunakan untuk membebaskan magnesium dari oksidanya.

Germanium

Itu digunakan sebagai semikonduktor sampai 1950, ketika digantikan oleh silikon; meskipun terus memenuhi berbagai fungsi di bidang elektronika. Germanium digunakan dalam detektor radiasi. Germanium oksida digunakan dalam serat optik dan lensa sudut lebar.

Timah

Ini digunakan untuk melapisi benda besi untuk melindunginya dari karat. Timah digunakan dalam pengelasan dan pembuatan pelat timah untuk mengemas makanan. Klorida timah digunakan dalam pengurangan mineral besi.

Senyawa timah memiliki banyak kegunaan. Misalnya, stannous fluoride digunakan dalam pasta gigi; oksida timah dalam keramik; dan kobalt stannate sebagai pigmen biru cerulean. Juga, timah membentuk paduan seperti perunggu dan timah.

Memimpin

Ini digunakan dalam pembuatan aki mobil; dalam perlindungan terhadap radiasi pengion; dan dalam pengelasan.

Referensi

1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
2. Elizabeth Sproat, Jessica Lin, dan Vancy Wong. (05 Juni 2019). Kelompok 14: sifat dan reaksi umum. Diperoleh dari: chem.libretexts.org
3. Wikipedia. (2019). Kelompok karbon dipulihkan dari: en.wikipedia.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21 Maret 2019). Keluarga Unsur Karbon. Diperoleh dari: thinkco.com
5. Moeller Therald. (2019). Unsur golongan karbon. Encyclopædia Britannica. Diperoleh dari: britannica.com