Informationen:
Elemente
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| Künstliche Elemente |
| Feststoff (bei 20 °C) |
Flüssigkeit (bei 20 °C) |
Gas (bei 20 °C) |
[Halbwertszeit] |
Der Name Kohlenstoffgruppe (auch Kohlenstoff-Silicium-Gruppe) bezeichnet die 4. Hauptgruppe (Tetrele
)
(nach neuer Nummerierung der IUPAC Gruppe 14) des Periodensystems. Sie umfasst die Elemente Kohlenstoff (C),
Silicium (Si), Germanium (Ge), Zinn (Sn) und Blei (Pb). Auch ein radioaktives Element, das als Ununquadium (Uuq)
oder Eka-Blei
bezeichnet wird, ist vertreten.
Eigenschaften
Die Elemente der Kohlenstoffgruppe weisen sehr unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften auf,
weil die Gruppe durch die Trennlinie zwischen Metallen und Nichtmetallen in zwei Teile gespalten wird.
Das erste Element der Gruppe, Kohlenstoff, ist ein Nichtmetall, die beiden folgenden (Silicium und Germanium)
sind Halbmetalle und alle weiteren (Zinn, Blei und Ununquadium) werden zu den Metallen gezählt.
Physikalische Eigenschaften
Mit zunehmender Ordnungszahl wachsen Atommasse, Atomradius und Ionenradius. Die Dichte von Graphit (C)
und Silicium liegen dicht beieinander (ca. 2,3 kg/dm3), sie steigt innerhalb der Hauptgruppe bis
zum Blei auf 11,34 kg/dm3 an. Bei der Mohshärte gibt es ebenfalls eine große Spannweite, die
von maximal 10 bei Diamant bis zu minimal 1,5 bei Zinn reicht. Die höchste elektrische Leitfähigkeit hat
Zinn mit 9,17 MS/m, die geringste weist Silicium mit 25,2 mS/m auf. Die 1. Ionisierungsenergie sinkt mit
wachsender Ordnungszahl von 11,26 eV bei Kohlenstoff auf 7,34 eV bei Zinn ab. Blei hat mit 7,42 eV wieder
einen leicht erhöhten Wert. Die Elektronegativität fällt mit steigender Ordnungszahl von 2,5 (C) bis 1,6 (Pb)
tendenziell ab, Ausreißer mit 1,7 ist das Silicium.
Kettenbildung
Eine Besonderheit der Gruppe-14-Elemente ist ihre Fähigkeit, langkettige Wasserstoffverbindungen
der Struktur XH3-(XH2)n-XH3 zu bilden. Alle Wasserstoffatome
sind kovalent gebunden, die Stabilität dieser Verbindungen nimmt jedoch mit steigender Ordnungszahl des Elementes ab.
- Kohlenwasserstoffe: Die Gruppe der Kohlenwasserstoffe ist die umfangreichste, da der Zahl der C-Atome und
somit auch der Kettenlänge kaum Grenzen gesetzt sind. Eine weitere spezifische Eigenschaft des Kohlenstoffs ist
die Fähigkeit zur Ausbildung stabiler Doppel- und Dreifachbindungen. Mit den Kohlenwasserstoffen und deren
Derivaten beschäftigt sich die Organische Chemie.
- Silane: Bei Silicium ist die Fähigkeit zur Kettenbildung bereits auf maximal 15 Si-Si –Bindungen beschränkt.
Doppel- oder gar Dreifachbindungen sind bei Silicium und den folgenden Elementen instabil, doch auch die
Silane zählen nicht zu den stabilsten Verbindungen.
- Germane: Germanium ist nur noch zu maximal neun Ge-Ge –Bindungen fähig. Das schränkt die Möglichkeiten
natürlich stark ein.
- Zinnwasserstoffe: Bei Zinn ist nur noch eine einzige Sn-Sn–Bindung möglich. Es gibt daher auch nur zwei
Verbindungen dieser Klasse: SnH4 und SnH3-SnH3.
- Bleiwasserstoff: Blei besitzt nicht die Fähigkeit zur Kettenbildung. Nur PbH4 ist bekannt,
doch auch diese Verbindung ist beinahe instabil.
Auch Ringbildungen sind möglich, die Summenformel lautet dann (XH2)n.
Quelle:
http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffgruppe
