New

5. Węglowce. Węgiel i krzem

Węgiel jest pierwiastkiem otwierającym grupę węglowców - grupę 14 układu okresowego pierwiastków. Aby omówić jego właściwości fizyczne i chemiczne, spróbujmy najpierw, korzystając z układu okresowego oraz wiadomości zawartych w części I podręcznika, odpowiedzieć na następujące pytania:

1.    Jaka jest liczba powłok ząjętych przez elektrony w atomach węgla?

2.    Ile elektronów walencyjnych posiada atom węgla?

3.    Porównaj wartość promienia atomowego węgla (większa, mniejsza) z wartościami promienia atomowego boru, azotu, krzemu.

4.    Porównąj wartość elektroiyemności węgla (większa, mniejsza) z wartościami elektroujemności boru, azotu, krzemu.

5.    Jaki proces jonizacji atomu jest charakterystyczny dla atomów węgla - proces tworzenia kationu czy anionu? Czy jest tylko jedna odpowiedź na to pytanie? Uzasadnij odpowiedź.

6.    Porównaj wartość energii jonizacji atomów węgla (większa, mniejsza) z wartościami energii jonizacji atomów boru, azotu, krzemu.

7.    Jakie są typowe stopnie utlenienia węgla i pozostałych węglowców?

8.    Węgiel ulegąjąc procesowi jonizacji osiąga konfigurację pewnego helowca. Którego? Czy jest tylko jedna odpowiedź na to pytanie? Odpowiedź uzasadnij.

9.    Jaki charakter mają wiązania w tlenkach i wodorkach węgla? Podąj wzory tlenków i wodorków węgla.

10. Do której grupy pierwiastków, ze względu na właściwości chemiczne, należy węgiel i jaki charakter chemiczny mają jego tlenki?

Pierwiastki - węglowce

Węgiel jest pierwiastkiem drugiego okresu i grupy 14 (węglowców) należącej do bloku p. Grupa obejmuje kolejno: niemetal (węgiel), pólmetale krzem i german) oraz metale (cynę, ołów i otrzymany w 1999 roku promieniotwórczy ununkwad). Wśród węglowców zmiany właściwości pierwiastków - od niemetalicznych do metalicznych - są wyraźnie widoczne. Promień atomowy w-ęgla jest najmniejszy w grupie 14. Pozostałe węglowce mają większe promienie atomowe i jednocześnie mniejsze wartości energii jonizacji. Zgodnie ze zmianami wielkości promienia atomowego w okresie, promień atomowy węgla jest mniejszy od promienia atomowego boru, ale większy od promienia atomowego azotu. Węgiel charakteryzuje się wysoką elektroujemnością, wynoszącą w skali Paulinga 2,5. Wykazuje tendencję do tworzenia w^r związkach wiązań kowalencyjnych (stany hybrydyzacji atomów węgla: sp, sjr i sp³). Konfiguracja walencyjna atomów węglowców' to ns²np^ż, a ich typow^re stopnie utlenienia wynoszą odpowiednio: IV, II i -IV. Ze wzrostem wartości liczby atomowej węglowców obserwuje się obniżenie trwałego stopnia utlenienia z IV do II, ze względu na rosnącą bierność chemiczną pary elektronów na orbitalu ns. Dlatego nąjtrwalszy stopień utlenienia cyny i szczególnie ołowiu wynosi II.

231