Quimica GRUPO DEL CARBONO INTEGRANTES: ANGIE PAOLA CHAMORRO ROLANDO STEVEN ORTIZ
¿QUÉ ES EL CARBONO? El carbono es uno de los elementos de la tabla periódica más importantes para los seres vivos ya que conforma la base de la vida tal y como la conocemos. Esto es posible porque el carbono es capaz de formar una enorme variedad de compuestos químicos estables, razón por la que muchos lo consideran el rey de los elementos químicos. THE STRUCTURE OF THE ATOM: CARBON ATOM 6 protones 6 neutrones neutrones protones electrones
Propiedades El estado del carbono en su forma natural es sólido (no magnético). 01 Es un elemento químico de aspecto negro (grafito) Incoloro (diamante) y pertenece al grupo de los no metales 02 es el principal elemento que interviene en la química orgánica, es un elemento ampliamente distribuido en la naturaleza 04 el carbono se encuentra en las formas carbón, grafito, diamante, fullereno y nanotubos 03
Propiedades químicas Número atómico 6 Estado de oxidación + Electronegatividad 2,5 Radio covalente (Å) 0,77 Radio iónico (Å) 0,15 Radio atómico (Å) 0,914 Configuración electrónica 1s2 2s2 2p2 Masa atómica (g/mol) 12,01115 Densidad (g/ml) 2,26
El carbono es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en la naturaleza en distintas formas alotrópicas, carbono amorfo y cristalino en forma de grafito o diamante. En general es un sólido. Es insoluble en el agua. Es inodoro e insípido. Más denso que el agua. A excepción del diamante, es de color negro, frágil y untuoso al tacto PROPIEDADES FISICAS
La familia del carbono es el grupo 14 de la tabla periódica. Consta de seis elementos: carbono (C), silicio (Si), germanio (Ge), estaño (Sn), plomo (Pb) y el flerovium ( Fl ). Los elementos de la familia del carbono contienen átomos que tienen 4 electrones en su nivel de energía exterior. Dos de estos electrones se encuentran en la subcapa s, mientras que los otros 2 están en la subcapa p. Solo el carbono tiene la configuración exterior s2, lo que explica el porqué de algunas de las diferencias entre el carbono y otros elementos de la familia. Grupo del carbono GRUPO 14 01 02
características A medida que avanza en la tabla periódica, el radio atómico y el radio iónico aumentan, mientras que la electronegatividad y la energía de ionización disminuyen. El tamaño del átomo aumenta al descender por el grupo, porque se agrega una capa de electrones adicional. C onsta de un no metal (carbono), dos metaloides (silicio y germanio) y dos metales (estaño y plomo). los elementos ganan metalicidad a medida que se desciende en el grupo. Estos elementos se encuentran en una amplia variedad de compuestos. El carbono es el único elemento del grupo que se puede encontrar puro en la naturaleza. Tienen propiedades físicas y químicas muy variables son estables y tienden a ser poco reactivos. Tienden a formar compuestos covalentes, aunque el estaño y el plomo también forman compuestos iónicos.
A excepción del plomo, todos los elementos existen en diferentes formas o alótropos. El carbono, por ejemplo, se encuentra en los diamantes, el grafito, el fulereno y los alótropos de carbono amorfo. El estaño se presenta como estaño blanco, estaño gris, y estaño rómbico. El plomo se encuentra únicamente como un metal denso de color gris azulado. Tienen puntos de fusión y de ebullición mucho más altos que los elementos del grupo 13. Los puntos de fusión y ebullición en la familia de carbono tienden a disminuir al descender en el grupo. Esto se debe principalmente a que las fuerzas atómicas adentro de las moléculas más grandes no son tan intensas. El plomo, por ejemplo, tiene un punto de fusión tan bajo que se licua fácilmente con fuego, y esto lo hace útil como base para soldar
Propiedades Poseen la configuración electrónica s 2 p 2 en su capa mas externa Carbono : Z =6 1s 2 2 s 2 2 p 2 Silício: Z =14 1s 2 2 s 2 2 p 6 3s 2 3p 2 Germânio: : Z =32 1s 2 2 s 2 2 p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 2 Estaño: Z=50 1s 2 2 s 2 2 p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 2 Plomo: Z= 82 1s 2 2 s 2 2 p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 2 Flerovio [ Rn ] 7 s 2 7p 2 Poseen los estados de oxidación +2 y +4
Silicio Es un metaloide o semimetal Propiedades intermedias entre metales y no metales Es un semiconductor Es uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre Color gris azulado CARBONO Es un no metal Posee poca conductividad eléctrica Es elemento fundamental de la química orgánica No se puede laminar Color negro oscuro excepto en su forma de diamante que es cristalino No posee brillo Germanio Es un metaloide o semimetal Posee prácticamente las mismas propiedades que el silicio Color gris claro Estaño Es un metal Color gris plateado Blando Plomo Es un metal Color gris azulado
Propiedades físicas El carácter metálico aumenta considerablemente conforme se desciende en el grupo, siendo el carbono un no-metal, el silicio y el germanio semimetales y el estaño, el plomo y el ununquadio típicos metales. El silicio y germanio, son los metaloides del grupo, y presentan una dureza intermedia. El silicio posee propiedades intermedias entre el carbono y el germanio. Su forma cristalina es bastante dura y muestra un brillo metálico de color grisáceo
El metaloide germanio es de color blanco grisáceo lustroso, quebradizo y conserva el brillo a temperaturas normales. Este elemento exhibe la misma estructura cristalina que el diamante Los metales de este grupo son el estaño y el plomo. El estaño es de color plateado y maleable. Por su parte, el plomo es un metal pesado que rara vez se encuentra en estado elemental. Es de color plateado con tono azulado, que se empaña para adquirir un color gris mate.
Propiedades químicas No reaccionan con el agua. El germanio, estaño y plomo son atacados por los ácidos. Son atacados por disoluciones alcalinas desprendiendo hidrógeno, a excepción del elemento carbono. Reaccionan con el oxígeno formando óxidos. Siendo los óxidos de carbono y silicio ácidos, el de estaño anfótero (es decir, que reacciona con ácidos y bases calientes) y lo mismo sucede con el plomo.
Al formar hidruros presentan la habilidad de formar concatenación. La concatenación es la propiedad que poseen algunos elementos de unirse con otro átomo del mismo elemento para formar cadenas ya sea lineales ramificadas o cíclicas.
USOS Y APLICACIONES El carbono presenta múltiples aplicaciones siendo la más importante como componente de hidrocarburos, principalmente los combustibles fósiles, es decir, petróleo y gas natural. Del petróleo se pueden obtener, después del refino en plantas petroquímicas , los siguientes derivados: Gases: combustible doméstico y de transporte. Gasolinas: combustible para motores industriales y automóviles. Querosén: Combustible aviación Gas- oil : combustible en motores diesel . Aceites lubricantes: Asfaltos: pavimentación de carreteras. Parafinas y carbón de coque: altos hornos. Vaselina: Utilizada para pomadas y ungüentos.
El silicio es un semimetal y por lo tanto un semiconductor. Este elemento puede controlar el flujo eléctrico mediante el uso de partes de silicio; lo que lo hace indispensable en la industria eléctrica. Se utiliza en los ordenadores, radios, células solares, pantallas LCD y otros aparatos semiconductores. El dióxido de silicio tiene una amplia variedad de aplicaciones, incluida la pasta de dientes, los rellenos de construcción y la sílice es un componente importante del vidrio. El 50% del silicio puro se destina a la fabricación de aleaciones metálicas. El 45% del silicio se destina a la fabricación de siliconas. El silicio también se usa comúnmente en semiconductores desde la década de 1950.
El germanio se utilizó en semiconductores hasta1950, cuando fue reemplazado por el silicio. Los detectores de radiación contienen germanio. El dióxido de germanio se utiliza en fibra óptica y lentes de cámaras de gran angular. Una pequeña cantidad de germanio mezclado con plata puede hacer que la plata sea resistente al deslustre. La aleación resultante se conoce como argentium . La soldadura es el uso más estaño también es utilizado por la industria química . El estaño también es un componente de numerosas aleaciones, incluido el importante del estaño; el 50% de todo el estaño producido se destina a esta aplicación. El óxido de estaño se ha utilizado comúnmente en cerámica. El estannato de cobalto es un compuesto de estaño que se utiliza como pigmento azul cerúleo. el plomo se destina a baterías de plomo-ácido . Otras aplicaciones del plomo incluyen pesos, pigmentos y blindaje contra materiales radiactivos. El plomo se ha utilizado en la gasolina en forma de plomo tetraetílico , pero esta aplicación se ha interrumpido por motivos de toxicidad.