Ciri-ciri umum unsur golongan IV, subkelompok utama sistem periodik D.I.

Sifat logam ditingkatkan, sifat non-logam berkurang. Terdapat 4 elektron pada lapisan terluar.

Sifat kimia(berbasis karbon)

Berinteraksi dengan logam:

4Al + 3C = Al 4 C 3 (reaksi awal pada suhu tinggi)

Berinteraksi dengan non-logam:

2H 2 + C = CH 4

Berinteraksi dengan air:

C + H 2 O = CO + H 2

2Fe 2 O 3 + 3C = 3CO 2 + 4Fe

Berinteraksi dengan asam:

3C + 4HNO3 = 3CO2 + 4NO + 2H2O

Karbon. Ciri-ciri karbon berdasarkan kedudukannya dalam tabel periodik, alotropi karbon, adsorpsi, sebaran di alam, produksi, sifat-sifatnya. Senyawa karbon yang paling penting

Karbon (simbol kimia - C, lat. Carboneum) adalah unsur kimia dari kelompok keempat belas (menurut klasifikasi yang sudah ketinggalan zaman - subkelompok utama dari kelompok keempat), periode ke-2 dari tabel periodik unsur kimia. nomor seri 6, massa atom - 12.0107.

Karbon terdapat dalam berbagai alotrop dengan sifat fisik yang sangat beragam. Beragamnya modifikasi ini disebabkan oleh kemampuan karbon untuk membentuk ikatan kimia yang berbeda jenisnya.

Karbon alam terdiri dari dua isotop stabil - 12C (98,93%) dan 13C (1,07%) dan satu isotop radioaktif 14C (β-emitor, T½ = 5730 tahun), terkonsentrasi di atmosfer dan bagian atas kerak bumi.

Modifikasi alotropik karbon yang utama dan banyak dipelajari adalah intan dan grafit. Dalam kondisi normal, hanya grafit yang stabil secara termodinamika, sedangkan intan dan bentuk lainnya bersifat metastabil. Karbon cair hanya ada pada tekanan eksternal tertentu.

Pada tekanan di atas 60 GPa, diasumsikan terbentuknya modifikasi C III yang sangat padat (densitas 15-20% lebih tinggi dari kepadatan intan), yang memiliki konduktivitas logam.

Modifikasi kristal karbon dari sistem heksagonal dengan struktur rantai molekul disebut karbina. Beberapa bentuk karbina diketahui, berbeda dalam jumlah atom dalam sel satuan.

Carbyne adalah bubuk hitam kristal halus (densitas 1,9-2 g/cm³) dan memiliki sifat semikonduktor. Diperoleh dalam kondisi buatan dari rantai panjang atom karbon yang diletakkan sejajar satu sama lain.

Carbyne adalah polimer karbon linier. Dalam molekul karbina, atom karbon dihubungkan dalam rantai secara bergantian baik melalui ikatan rangkap tiga dan tunggal (struktur poliena) atau secara permanen melalui ikatan rangkap (struktur polikumulen). Carbyne memiliki sifat semikonduktor, dan konduktivitasnya meningkat pesat bila terkena cahaya. Aplikasi praktis pertama didasarkan pada properti ini - dalam fotosel.

Reaksi karbon dengan belerang menghasilkan karbon disulfida CS2; CS dan C3S2 juga dikenal.

Pada sebagian besar logam, karbon membentuk karbida, misalnya:

Reaksi karbon dengan uap air penting dalam industri:

Saat dipanaskan, karbon mereduksi oksida logam menjadi logam. Properti ini banyak digunakan dalam industri metalurgi.

Grafit digunakan dalam industri pensil, namun dicampur dengan tanah liat untuk mengurangi kelembutannya. Berlian, karena kekerasannya yang luar biasa, merupakan bahan abrasif yang sangat diperlukan. Dalam farmakologi dan kedokteran, berbagai senyawa karbon banyak digunakan - turunan dari asam karbonat dan asam karboksilat, berbagai heterosiklik, polimer dan senyawa lainnya. Karbon memainkan peran besar dalam kehidupan manusia. Penerapannya sangat beragam seperti elemen dengan banyak sisi itu sendiri. Secara khusus, karbon merupakan komponen integral dari baja (hingga 2,14% berat) dan besi tuang (lebih dari 2,14% berat)

Karbon merupakan bagian dari aerosol di atmosfer, yang mengakibatkan perubahan iklim regional dan penurunan jumlah hari cerah. Karbon masuk ke lingkungan dalam bentuk jelaga dalam gas buang kendaraan, selama pembakaran batubara di pembangkit listrik tenaga panas, selama penambangan batubara terbuka, gasifikasi bawah tanah, produksi konsentrat batubara, dll. Konsentrasi karbon di atas sumber pembakaran adalah 100-400 μg/m³, di kota besar 2 ,4-15,9 µg/m³, daerah pedesaan 0,5-0,8 µg/m³. Dengan emisi gas aerosol dari pembangkit listrik tenaga nuklir, (6-15) · 109 Bq/hari 14СО2 memasuki atmosfer.

Tingginya kandungan karbon pada aerosol di atmosfer menyebabkan peningkatan angka kesakitan pada masyarakat, terutama pada saluran pernafasan bagian atas dan paru-paru. Penyakit akibat kerja terutama antrakosis dan bronkitis debu. Di udara wilayah kerja, MPC, mg/m³: intan 8.0, antrasit dan kokas 6.0, batubara 10.0, karbon hitam dan debu karbon 4.0; di udara atmosfer maksimum satu kali adalah 0,15, rata-rata harian adalah 0,05 mg/m³.

Koneksi yang paling penting. Karbon (II) monoksida (karbon monoksida) CO. Dalam kondisi normal, gas ini tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. Toksisitasnya dijelaskan oleh fakta bahwa ia mudah bergabung dengan hemoglobin dalam darah.

Karbon monoksida (IV) CO2. Dalam kondisi normal, berupa gas tidak berwarna dengan bau dan rasa agak asam, satu setengah kali lebih berat dari udara, tidak terbakar dan tidak mendukung pembakaran.
Asam karbonat H2CO3. Asam lemah. Molekul asam karbonat hanya ada dalam larutan.

Fosgen COCl2. Gas tidak berwarna dengan bau khas, titik didih = 8°C, titik leleh = -118°C. Sangat beracun. Sedikit larut dalam air. Reaktif. Digunakan dalam sintesis organik.

Kelompok sistem periodik unsur kimia adalah barisan atom-atom yang bermuatan inti yang meningkat dan mempunyai struktur elektronik yang sama. Nomor golongan ditentukan oleh jumlah elektron pada kulit terluar atom (elektron valensi) ... Wikipedia

Periode keempat sistem periodik mencakup unsur-unsur baris keempat (atau periode keempat) sistem periodik unsur-unsur kimia. Struktur tabel periodik didasarkan pada baris untuk menggambarkan pengulangan (periodik) ... ... Wikipedia

Periode pertama sistem periodik mencakup unsur-unsur baris pertama (atau periode pertama) sistem periodik unsur-unsur kimia. Struktur tabel periodik didasarkan pada baris untuk menggambarkan tren berulang (periodik) di... ... Wikipedia

Periode kedua sistem periodik mencakup unsur-unsur baris kedua (atau periode kedua) sistem periodik unsur-unsur kimia. Struktur tabel periodik didasarkan pada baris untuk menggambarkan tren berulang (periodik) di ... Wikipedia

Periode kelima sistem periodik mencakup unsur-unsur baris kelima (atau periode kelima) sistem periodik unsur-unsur kimia. Struktur tabel periodik didasarkan pada baris untuk menggambarkan tren berulang (periodik) di... ... Wikipedia

Periode ketiga sistem periodik mencakup unsur-unsur baris ketiga (atau periode ketiga) sistem periodik unsur-unsur kimia. Struktur tabel periodik didasarkan pada baris untuk menggambarkan tren berulang (periodik)... Wikipedia

Periode ketujuh sistem periodik mencakup unsur-unsur baris ketujuh (atau periode ketujuh) sistem periodik unsur-unsur kimia. Struktur tabel periodik didasarkan pada baris untuk menggambarkan tren berulang (periodik)... Wikipedia

Periode keenam sistem periodik mencakup unsur-unsur baris keenam (atau periode keenam) sistem periodik unsur-unsur kimia. Struktur tabel periodik didasarkan pada baris untuk menggambarkan tren berulang (periodik) di... ... Wikipedia

Bentuk singkat tabel periodik didasarkan pada paralelisme bilangan oksidasi unsur-unsur subkelompok utama dan minor: misalnya, bilangan oksidasi maksimum vanadium adalah +5, seperti fosfor dan arsenik, bilangan oksidasi maksimum kromium adalah + 6 ... Wikipedia

Permintaan "Pengelompokan" dialihkan ke sini. Artikel terpisah diperlukan tentang topik ini... Wikipedia

Ciri-ciri umum unsur golongan IV, subkelompok utama sistem periodik D. I. Mendeleev

Unsur-unsur subkelompok utama golongan IV meliputi karbon, silikon, germanium, timah, dan timbal. Sifat logam ditingkatkan, sifat non-logam berkurang. Lapisan terluar mempunyai 4 elektron.

Sifat kimia(berbasis karbon)

· Berinteraksi dengan logam

4Al+3C = Al 4 C 3 (reaksi terjadi pada suhu tinggi)

· Berinteraksi dengan non-logam

2H 2 +C = CH 4

· Berinteraksi dengan oksigen

· Berinteraksi dengan air

C+H2O = CO+H2

· Berinteraksi dengan oksida

2Fe 2 O 3 +3C = 3CO 2 +4Fe

· Berinteraksi dengan asam

3C+4HNO3 = 3CO2 +4NO+2H2O

Karbon. Ciri-ciri karbon berdasarkan kedudukannya dalam tabel periodik, alotropi karbon, adsorpsi, sebaran di alam, produksi, sifat-sifatnya. Senyawa karbon yang paling penting

Karbon (simbol kimia - C, lat. Carboneum) adalah unsur kimia dari kelompok keempat belas (menurut klasifikasi yang sudah ketinggalan zaman - subkelompok utama dari kelompok keempat), periode ke-2 dari tabel periodik unsur kimia. nomor seri 6, massa atom - 12.0107. Karbon terdapat dalam berbagai alotrop dengan sifat fisik yang sangat beragam. Beragamnya modifikasi ini disebabkan oleh kemampuan karbon untuk membentuk ikatan kimia yang berbeda jenisnya.

Karbon alam terdiri dari dua isotop stabil - 12C (98,93%) dan 13C (1,07%) dan satu isotop radioaktif 14C (β-emitor, T½ = 5730 tahun), terkonsentrasi di atmosfer dan bagian atas kerak bumi.

Modifikasi alotropik karbon yang utama dan banyak dipelajari adalah intan dan grafit. Dalam kondisi normal, hanya grafit yang stabil secara termodinamika, sedangkan intan dan bentuk lainnya bersifat metastabil. Karbon cair hanya ada pada tekanan eksternal tertentu.

Pada tekanan di atas 60 GPa, diasumsikan terbentuknya modifikasi C III yang sangat padat (densitas 15-20% lebih tinggi dari kepadatan intan), yang memiliki konduktivitas logam.

Modifikasi kristal karbon sistem heksagonal dengan struktur rantai molekul biasa disebut karbina. Beberapa bentuk karbina diketahui, berbeda dalam jumlah atom dalam sel satuan.

Carbyne adalah bubuk hitam kristal halus (densitas 1,9-2 g/cm³) dan memiliki sifat semikonduktor. Diperoleh dalam kondisi buatan dari rantai panjang atom karbon yang diletakkan sejajar satu sama lain.

Carbyne adalah polimer karbon linier. Dalam molekul karbina, atom karbon dihubungkan dalam rantai secara bergantian baik melalui ikatan rangkap tiga dan tunggal (struktur poliena) atau secara permanen melalui ikatan rangkap (struktur polikumulen). Carbyne memiliki sifat semikonduktor, dan konduktivitasnya meningkat pesat bila terkena cahaya. Aplikasi praktis pertama didasarkan pada properti ini - dalam fotosel.

Graphene adalah modifikasi karbon alotropik dua dimensi, dibentuk oleh lapisan atom karbon setebal satu atom, dihubungkan melalui ikatan sp² ke dalam kisi kristal dua dimensi heksagonal.

Pada suhu biasa, karbon bersifat inert secara kimia; pada suhu yang cukup tinggi, karbon bergabung dengan banyak unsur dan menunjukkan sifat pereduksi yang kuat. Aktivitas kimia berbagai bentuk karbon menurun dengan urutan sebagai berikut: karbon amorf, grafit, intan; di udara mereka menyala pada suhu masing-masing di atas 300-500 °C, 600-700 °C dan 850-1000 °C.

Produk pembakaran karbon adalah CO dan CO2 (masing-masing karbon monoksida dan karbon dioksida). Karbon suboksida C3O2 yang tidak stabil (titik leleh −111 °C, titik didih 7 °C) dan beberapa oksida lainnya (misalnya, C12O9, C5O2, C12O12) juga diketahui. Grafit dan karbon amorf mulai bereaksi dengan hidrogen pada suhu 1200 °C, dan dengan fluor pada 900 °C.

Karbon dioksida bereaksi dengan air membentuk asam karbonat lemah - H2CO3, yang membentuk garam - karbonat. Yang paling tersebar luas di Bumi adalah kalsium karbonat (bentuk mineral - kapur, marmer, kalsit, batu kapur, dll.) dan magnesium (bentuk mineral dolomit).

Grafit dengan halogen, logam alkali, dll.
Diposting di ref.rf
zat membentuk senyawa inklusi. Ketika pelepasan listrik dialirkan antara elektroda karbon dalam atmosfer nitrogen, sianogen terbentuk. Pada suhu tinggi, reaksi karbon dengan campuran H2 dan N2 menghasilkan asam hidrosianat:

Reaksi karbon dengan belerang menghasilkan karbon disulfida CS2; CS dan C3S2 juga dikenal. Pada sebagian besar logam, karbon membentuk karbida, misalnya:

Reaksi karbon dengan uap air penting dalam industri:

Saat dipanaskan, karbon mereduksi oksida logam menjadi logam. Properti ini banyak digunakan dalam industri metalurgi.

Grafit digunakan dalam industri pensil, namun dicampur dengan tanah liat untuk mengurangi kelembutannya. Berlian, karena kekerasannya yang luar biasa, merupakan bahan abrasif yang sangat diperlukan. Dalam farmakologi dan kedokteran, berbagai senyawa karbon banyak digunakan - turunan dari asam karbonat dan asam karboksilat, berbagai heterosiklik, polimer dan senyawa lainnya. Karbon memainkan peran besar dalam kehidupan manusia. Penerapannya sangat beragam seperti elemen multifaset itu sendiri. Secara khusus, karbon merupakan komponen integral dari baja (hingga 2,14% berat) dan besi tuang (lebih dari 2,14% berat)

Karbon merupakan bagian dari aerosol di atmosfer, sehingga iklim regional dapat berubah dan jumlah hari cerah dapat berkurang. Karbon masuk ke lingkungan dalam bentuk jelaga dalam gas buang kendaraan selama pembakaran batu bara di pembangkit listrik tenaga panas, selama tambang batu bara terbuka, gasifikasi bawah tanah, produksi konsentrat batu bara, dll.
Diposting di ref.rf
Konsentrasi karbon di atas sumber pembakaran adalah 100-400 µg/m³, di kota besar 2,4-15,9 µg/m³, di pedesaan 0,5 - 0,8 µg/m³. Dengan emisi gas aerosol dari pembangkit listrik tenaga nuklir, (6-15)·109 Bq/hari 14СО2 memasuki atmosfer.

Tingginya kandungan karbon pada aerosol di atmosfer menyebabkan peningkatan angka kesakitan pada masyarakat, terutama pada saluran pernafasan bagian atas dan paru-paru. Penyakit akibat kerja - terutama antrakosis dan bronkitis debu. Di udara wilayah kerja, MPC, mg/m³: intan 8.0, antrasit dan kokas 6.0, batubara 10.0, karbon hitam dan debu karbon 4.0; di udara atmosfer maksimum satu kali adalah 0,15, rata-rata harian adalah 0,05 mg/m³.

Koneksi yang paling penting. Karbon (II) monoksida (karbon monoksida) CO. Dalam kondisi normal, gas ini tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. Toksisitasnya dijelaskan oleh fakta bahwa ia mudah bergabung dengan hemoglobin darah Karbon monoksida (IV) CO2. Dalam kondisi normal, berupa gas tidak berwarna dengan bau dan rasa agak asam, satu setengah kali lebih berat dari udara, tidak terbakar dan tidak mendukung pembakaran. Asam karbonat H2CO3. Asam lemah. Molekul asam karbonat hanya ada dalam larutan. Fosgen COCl2. Gas tidak berwarna dengan bau khas, titik didih = 8°C, titik leleh = -118°C. Sangat beracun. Sedikit larut dalam air. Reaktif. Digunakan dalam sintesis organik.

Ciri-ciri umum unsur golongan IV, subkelompok utama sistem periodik D.I. Klasifikasi dan ciri-ciri kategori "Ciri-ciri umum unsur golongan IV, subkelompok utama tabel periodik D. I. Mendeleev" 2017, 2018.

- Patung Gotik Perancis. abad XIII-XIV

Awal mula patung Gotik Prancis diletakkan di Saint-Denis. Tiga portal fasad barat gereja terkenal dipenuhi dengan gambar pahatan, di mana untuk pertama kalinya keinginan untuk program ikonografi yang dipikirkan dengan matang diwujudkan, keinginan muncul...

- TOPIK KULIAH: PERENCANAAN KOTA ITALIA, PERANCIS, JERMAN, INGGRIS PADA ABAD X – XIV.

Hampir tidak ada kota baru yang dibangun pada awal Abad Pertengahan. Perang yang terus-menerus mengharuskan pembangunan pemukiman berbenteng, terutama di daerah perbatasan. Pusat budaya material dan spiritual awal abad pertengahan adalah biara. Mereka sedang dibangun... .

- Pakaian pada periode Gotik XII-XIV

SOLUSI BERMAIN RUANG Solusi umum gedung dan kompleks Struktur institusi pendidikan tinggi, sesuai dengan struktur arsitektur dan perencanaannya, meliputi divisi berikut: institut umum dan departemen fakultas dengan kantor dan laboratorium; ...

Sistem periodik unsur kimia adalah klasifikasi unsur kimia yang dibuat oleh D. I. Mendeleev berdasarkan hukum periodik yang ditemukannya pada tahun 1869.

D.I.Mendeleev

Menurut rumusan modern hukum ini, dalam rangkaian unsur-unsur yang tersusun terus-menerus menurut kenaikan besarnya muatan positif inti atomnya, unsur-unsur dengan sifat serupa berulang secara berkala.

Tabel periodik unsur kimia yang disajikan dalam bentuk tabel terdiri dari periode, deret, dan golongan.

Pada awal setiap periode (kecuali periode pertama), unsur tersebut telah menyatakan sifat logam (logam alkali).

Simbol untuk tabel warna: 1 - tanda kimia suatu unsur; 2 - nama; 3 - massa atom (berat atom); 4 - nomor seri; 5 - distribusi elektron melintasi lapisan.

Dengan bertambahnya nomor atom suatu unsur, sama dengan muatan positif inti atomnya, sifat logam secara bertahap melemah dan sifat non-logam meningkat. Unsur kedua dari belakang pada setiap periode adalah unsur dengan sifat non-logam (), dan yang terakhir adalah gas inert. Pada periode I terdapat 2 unsur, pada II dan III - 8 unsur, pada IV dan V - 18, pada VI - 32 dan pada VII (belum selesai periode) - 17 unsur.

Tiga periode pertama disebut periode kecil, masing-masing terdiri dari satu baris mendatar; sisanya - dalam periode besar, yang masing-masing (kecuali periode VII) terdiri dari dua baris horizontal - genap (atas) dan ganjil (bawah). Hanya logam yang ditemukan dalam barisan genap dengan periode yang besar. Sifat-sifat unsur dalam deret ini sedikit berubah seiring bertambahnya nomor urut. Sifat-sifat unsur pada barisan ganjil periode besar berubah. Pada periode VI, lantanum diikuti oleh 14 unsur yang sifat kimianya sangat mirip. Unsur-unsur ini, yang disebut lantanida, dicantumkan secara terpisah di bawah tabel utama. Aktinida, unsur-unsur setelah aktinium, disajikan serupa dalam tabel.

Tabel ini memiliki sembilan grup vertikal. Nomor golongan, dengan pengecualian yang jarang, sama dengan valensi positif tertinggi dari unsur-unsur golongan ini. Setiap kelompok, kecuali kelompok nol dan kedelapan, dibagi menjadi beberapa subkelompok. - utama (terletak di sebelah kanan) dan sekunder. Pada subkelompok utama, dengan bertambahnya nomor atom, sifat logam suatu unsur menjadi lebih kuat dan sifat non-logam melemah.

Dengan demikian, sifat kimia dan sifat fisik suatu unsur ditentukan oleh tempat yang ditempati suatu unsur dalam tabel periodik.

Unsur biogenik, yaitu unsur yang merupakan bagian dari organisme dan menjalankan peran biologis tertentu di dalamnya, menempati bagian atas tabel periodik. Sel-sel yang ditempati oleh unsur-unsur yang membentuk sebagian besar (lebih dari 99%) materi hidup berwarna biru; sel-sel yang ditempati oleh unsur-unsur mikro berwarna merah muda (lihat).

Tabel periodik unsur kimia adalah pencapaian terbesar ilmu pengetahuan alam modern dan ekspresi nyata dari hukum dialektis alam yang paling umum.

Lihat juga, Berat atom.

Sistem periodik unsur kimia adalah klasifikasi alami unsur kimia yang dibuat oleh D. I. Mendeleev berdasarkan hukum periodik yang ditemukannya pada tahun 1869.

Dalam rumusan aslinya, hukum periodik D.I. Mendeleev menyatakan: sifat-sifat unsur kimia, serta bentuk dan sifat senyawanya, secara periodik bergantung pada berat atom unsur-unsur tersebut. Selanjutnya, dengan berkembangnya doktrin struktur atom, ditunjukkan bahwa ciri yang lebih akurat dari setiap unsur bukanlah berat atom (lihat), tetapi nilai muatan positif inti atom unsur tersebut, sama dengan nomor urut (atom) unsur ini dalam sistem periodik D. I. Mendeleev . Jumlah muatan positif pada inti atom sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi inti atom, karena atom secara keseluruhan netral secara listrik. Berdasarkan data tersebut, hukum periodik dirumuskan sebagai berikut: sifat-sifat unsur kimia, serta bentuk dan sifat senyawanya, secara periodik bergantung pada besarnya muatan positif inti atomnya. Artinya, dalam rangkaian unsur-unsur yang tersusun berurutan berdasarkan kenaikan muatan positif inti atomnya, unsur-unsur yang mempunyai sifat serupa akan berulang secara berkala.

Bentuk tabel tabel periodik unsur kimia disajikan dalam bentuk modern. Terdiri dari periode, deret, dan grup. Suatu periode mewakili serangkaian elemen horizontal berturut-turut yang disusun berdasarkan peningkatan muatan positif inti atomnya.

Pada awal setiap periode (kecuali periode pertama) terdapat unsur dengan sifat logam yang jelas (logam alkali). Kemudian, seiring bertambahnya nomor urut, sifat logam unsur-unsur tersebut berangsur-angsur melemah dan sifat non-logam meningkat. Unsur kedua dari belakang pada setiap periode adalah unsur dengan sifat non-logam (halogen), dan yang terakhir adalah gas inert. Periode pertama terdiri dari dua unsur, peran logam alkali dan halogen di sini secara bersamaan dimainkan oleh hidrogen. Periode II dan III masing-masing terdiri dari 8 unsur yang disebut tipikal oleh Mendeleev. Periode IV dan V masing-masing mengandung 18 unsur, VI-32. Periode VII belum selesai dan diisi ulang dengan unsur-unsur yang dibuat secara artifisial; Saat ini terdapat 17 unsur dalam periode ini. Periode I, II dan III disebut kecil, masing-masing terdiri dari satu baris horizontal, IV-VII besar: (kecuali VII) mencakup dua baris horizontal - genap (atas) dan ganjil (bawah). Dalam barisan genap periode besar hanya terdapat logam, dan perubahan sifat-sifat unsur dalam barisan dari kiri ke kanan dinyatakan lemah.

Pada deret ganjil periode besar, sifat-sifat unsur dalam deret tersebut berubah sama seperti sifat-sifat unsur tipikal. Pada baris genap periode VI, setelah lantanum, terdapat 14 unsur [disebut lantanida (lihat), lantanida, unsur tanah jarang], yang sifat kimianya mirip dengan lantanum dan satu sama lain. Daftarnya diberikan secara terpisah di bawah tabel.

Unsur-unsur setelah aktinium - aktinida (aktinoid) - dicantumkan secara terpisah dan dicantumkan di bawah tabel.

Dalam tabel periodik unsur kimia, sembilan golongan disusun secara vertikal. Nomor golongan sama dengan valensi positif tertinggi (lihat) dari unsur-unsur golongan tersebut. Pengecualian adalah fluor (hanya dapat bersifat monovalen negatif) dan brom (tidak dapat bersifat heptavalen); selain itu, tembaga, perak, emas dapat menunjukkan valensi lebih besar dari +1 (Cu-1 dan 2, Ag dan Au-1 dan 3), dan dari unsur golongan VIII, hanya osmium dan rutenium yang memiliki valensi +8 . Setiap kelompok, kecuali kelompok kedelapan dan nol, dibagi menjadi dua subkelompok: subkelompok utama (terletak di sebelah kanan) dan subkelompok sekunder. Subkelompok utama mencakup unsur-unsur khas dan unsur-unsur periode panjang, subkelompok sekunder hanya mencakup unsur-unsur periode panjang dan, terlebih lagi, logam.

Dilihat dari sifat kimianya, unsur-unsur dari setiap subkelompok suatu golongan tertentu berbeda secara signifikan satu sama lain, dan hanya valensi positif tertinggi yang sama untuk semua unsur dalam suatu golongan tertentu. Dalam subkelompok utama, dari atas ke bawah, sifat logam suatu unsur diperkuat dan sifat non-logam melemah (misalnya, fransium adalah unsur dengan sifat logam paling menonjol, dan fluor adalah non-logam). Jadi, kedudukan suatu unsur dalam sistem periodik Mendeleev (bilangan urut) menentukan sifat-sifatnya, yaitu rata-rata sifat-sifat unsur tetangganya secara vertikal dan horizontal.

Beberapa kelompok unsur mempunyai nama khusus. Jadi, unsur-unsur dari subkelompok utama golongan I disebut logam alkali, golongan II - logam alkali tanah, golongan VII - halogen, unsur-unsur yang terletak di belakang uranium - transuranium. Unsur-unsur yang menjadi bagian organisme, ikut serta dalam proses metabolisme dan mempunyai peranan biologis yang jelas disebut unsur biogenik. Semuanya menempati bagian atas tabel D.I. Ini terutama adalah O, C, H, N, Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg dan Fe, yang merupakan sebagian besar materi hidup (lebih dari 99%). Tempat yang ditempati unsur-unsur ini dalam tabel periodik berwarna biru muda. Unsur biogenik, yang jumlahnya sangat sedikit di dalam tubuh (dari 10 -3 hingga 10 -14%), disebut unsur mikro (lihat). Sel-sel sistem periodik, berwarna kuning, mengandung unsur-unsur mikro, yang telah terbukti sangat penting bagi manusia.

Menurut teori struktur atom (lihat Atom), sifat kimia suatu unsur terutama bergantung pada jumlah elektron pada kulit elektron terluar. Perubahan periodik sifat-sifat unsur dengan peningkatan muatan positif inti atom dijelaskan oleh pengulangan berkala struktur kulit elektron terluar (tingkat energi) atom.

Dalam periode kecil, dengan peningkatan muatan positif inti, jumlah elektron pada kulit terluar meningkat dari 1 menjadi 2 pada periode I dan dari 1 menjadi 8 pada periode II dan III. Oleh karena itu terjadi perubahan sifat-sifat unsur dalam periode dari logam alkali menjadi gas inert. Kulit elektron terluar, yang mengandung 8 elektron, lengkap dan stabil secara energi (elemen golongan nol bersifat inert secara kimia).

Dalam periode yang lama dalam barisan genap, seiring dengan bertambahnya muatan positif inti, jumlah elektron pada kulit terluar tetap konstan (1 atau 2) dan kulit terluar kedua terisi elektron. Oleh karena itu lambatnya perubahan sifat-sifat unsur dalam baris genap. Dalam rangkaian periode besar ganjil, seiring dengan bertambahnya muatan inti, kulit terluar terisi elektron (dari 1 hingga 8) dan sifat-sifat unsur berubah dengan cara yang sama seperti sifat-sifat unsur pada umumnya.

Jumlah kulit elektron dalam suatu atom sama dengan nomor periode. Atom unsur-unsur subkelompok utama memiliki jumlah elektron pada kulit terluarnya sama dengan nomor golongan. Atom unsur subkelompok samping mengandung satu atau dua elektron di kulit terluarnya. Hal ini menjelaskan perbedaan sifat unsur-unsur subkelompok utama dan sekunder. Nomor golongan menunjukkan kemungkinan jumlah elektron yang dapat ikut serta dalam pembentukan ikatan kimia (valensi) (lihat Molekul), oleh karena itu elektron tersebut disebut valensi. Untuk unsur-unsur subkelompok samping, tidak hanya elektron pada kulit terluar yang bervalensi, tetapi juga elektron pada kulit kedua dari belakang. Jumlah dan struktur kulit elektron ditunjukkan dalam tabel periodik unsur kimia terlampir.

Hukum periodik D.I. Mendeleev dan sistem yang didasarkan padanya sangat penting dalam sains dan praktik. Hukum dan sistem periodik menjadi dasar penemuan unsur-unsur kimia baru, penentuan berat atom secara tepat, pengembangan doktrin struktur atom, penetapan hukum geokimia distribusi unsur-unsur di kerak bumi dan bumi. perkembangan gagasan modern tentang makhluk hidup, yang susunannya dan pola-pola yang terkait dengannya sesuai dengan sistem periodik. Aktivitas biologis unsur-unsur dan kandungannya dalam tubuh juga sangat ditentukan oleh tempatnya dalam tabel periodik Mendeleev. Jadi, dengan bertambahnya nomor urut pada beberapa golongan, maka toksisitas suatu unsur meningkat dan kandungannya dalam tubuh menurun. Hukum periodik merupakan ekspresi jelas dari hukum dialektis paling umum dari perkembangan alam.

Pada Gambar. Gambar 15.4 menunjukkan letak lima unsur golongan IV dalam tabel periodik. Seperti unsur golongan III, mereka termasuk dalam jumlah unsur p. Atom semua unsur golongan IV mempunyai jenis konfigurasi elektron kulit terluar yang sama: . Di meja 15.4 menunjukkan konfigurasi elektronik spesifik atom dan beberapa sifat unsur golongan IV. Sifat fisika dan kimia unsur golongan IV ini dan lainnya berkaitan dengan strukturnya, yaitu: karbon (dalam bentuk intan), silikon dan germanium mempunyai kerangka struktur kristalin seperti intan (lihat Bagian 3.2); timah dan timah mempunyai struktur logam (kubik berpusat muka, lihat juga Bagian 3.2).

Beras. 15.4. Kedudukan unsur golongan IV dalam tabel periodik.

Semakin ke bawah golongannya, jari-jari atom unsur-unsurnya bertambah dan ikatan antar atom melemah. Karena delokalisasi elektron kulit atom terluar yang terus meningkat dalam arah yang sama, terjadi peningkatan konduktivitas listrik unsur golongan IV. Properti mereka

Tabel 15.4. Konfigurasi elektronik dan sifat fisik unsur golongan IV

berangsur-angsur berubah dari nonlogam menjadi logam: karbon merupakan unsur nonlogam dan berbentuk intan merupakan isolator (dielektrik); silikon dan germanium - semikonduktor; timah dan timbal adalah logam dan konduktor yang baik.

Karena bertambahnya ukuran atom selama transisi dari unsur-unsur di bagian atas golongan ke unsur-unsur di bagian bawahnya, terjadi pelemahan yang konsisten pada ikatan antar atom dan, dengan demikian, penurunan titik leleh. titik dan titik didih, serta kekerasan unsur.

Alotropi

Silikon, germanium, dan timbal masing-masing hanya ada dalam satu bentuk struktural. Namun, karbon dan timah terdapat dalam beberapa bentuk struktur. Bentuk struktur yang berbeda dari satu unsur disebut alotrop (lihat bagian 3.2).

Karbon memiliki dua alotrop: intan dan grafit. Strukturnya dijelaskan di Bagian. 3.2. Alotropi karbon adalah contoh monotropi, yang dicirikan oleh ciri-ciri berikut: 1) alotrop dapat berada pada kisaran suhu dan tekanan tertentu (misalnya, intan dan grafit ada pada suhu kamar dan tekanan atmosfer); 2) tidak ada suhu transisi di mana satu alotrop berubah menjadi alotrop lain; 3) satu alotrop lebih stabil dari yang lain. Misalnya, grafit lebih tahan dibandingkan berlian. Bentuk yang kurang stabil disebut metastabil. Oleh karena itu intan merupakan alotrop (atau monotrop) karbon yang metastabil.

Karbon mungkin masih ada dalam bentuk lain, termasuk arang, kokas, dan karbon hitam. Semuanya merupakan bentuk karbon mentah. Kadang-kadang disebut bentuk amorf, sebelumnya dianggap mewakili alotrop karbon ketiga. Istilah amorf berarti tidak berbentuk. Kini telah diketahui bahwa karbon “amorf” tidak lebih dari grafit mikrokristalin.

Timah ada dalam tiga bentuk alotropik. Disebut: timah abu-abu (a-timah), timah putih (P-timah), dan timah belah ketupat (u-timah). Jenis alotropi yang terdapat pada timah disebut enantiotropi. Ciri-cirinya adalah sebagai berikut: 1) transformasi suatu alotrop menjadi alotrop lain terjadi pada suhu tertentu, yang disebut suhu transisi; Misalnya

Struktur Vlmaz Struktur logam (semikonduktor) 2) setiap alotrop stabil hanya pada kisaran suhu tertentu.

Reaktivitas unsur golongan IV

Reaktivitas unsur-unsur golongan IV umumnya meningkat seiring dengan perpindahannya ke golongan terbawah, dari karbon ke timbal. Dalam rangkaian tegangan elektrokimia, hanya timah dan timbal yang terletak di atas hidrogen (lihat Bagian 10.3). Timbal bereaksi sangat lambat dengan asam encer, melepaskan hidrogen. Reaksi antara timah dan asam encer terjadi dengan kecepatan sedang.

Karbon dioksidasi oleh asam pekat panas, seperti asam nitrat pekat dan asam sulfat pekat.