第14族元素とは

p ブロックのグループ 14 要素は、このブロックの 2 番目のグループに属する要素です。グループ14は、炭素を含む6つの要素で構成されています。このグループの要素は、類似した物理的および化学的特性を共有しています。このグループは炭素グループとも呼ばれます。次の記事では、グループ 14 要素とは何かを学びます。酸素と反応すると、第 14 族の元素が酸化物になります。

グループ 14 エレメントとは?

グループ 14 は、周期表の p ブロックの 2 番目のグループです。炭素（C）、シリコン（Si）、ゲルマニウム（Ge）、スズ（Sn）、鉛（Pb）、フレロビウム（Fl）の6つの化合物で構成されています。これは、p ブロック要素の炭素グループとも呼ばれます。これらの元素の最も外側の軌道は p 軌道で構成され、2 つの電子を含みます。

このグループの化合物の価数は、すべてのグループ要素が外殻に 4 つの電子を持っているため、4 です。グループ 14 の要素は結合形成を行い、それぞれの外殻のオクテット構成を完成させます。

元素の電子配置は、次の式で与えられます。

ns2 np4、

このグループの元素の酸化状態は、+4 から +2 まで変化します。グループ内で下に移動すると、p ブロックの元素の不活性ペア効果により、元素が +2 イオンを形成する傾向が高まります。

スズ (Sn) と鉛 (Pb) の構成では、これらの元素の電子は d 軌道と f 軌道も満たしますが、これらの元素の d 軌道と f 軌道は、シールド特性が低いため結合形成に関与しません。 s 軌道は、軌道の核電荷によって原子核に向かって引き寄せられます。したがって、p軌道の電子のみが化学反応における結合形成に関与します。炭素とシリコンは非金属、ゲルマニウムはメタロイド、鉛とスズは金属です。

プロパティ

第 14 族元素が何であるかがわかったので、それらの化学的性質を見てみましょう。

物理的特性

• 第 14 族の元素の核電荷は増加するため、第 14 族の元素の原子核の半径は第 13 族の半径よりも小さくなります。

• d 軌道と f 軌道の遮蔽特性が低いため、元素の半径は炭素からシリコンへと大幅に増加し、その後はわずかに増加します。

• 13 族の元素と比較して、14 族の元素ではイオン化エネルギーが大きくなります。

• グループ内で下に移動すると、元素のイオン化エンタルピーの特性が低下します。

このグループのイオン化エンタルピーは、次の式で表すことができます。

C> Si> Ge> Pb> Sn

• 第 14 族の元素の電気陰性度は、前の第 13 族よりも大きくなっています。これは、第 14 族の元素の軌道のサイズが小さいためです。

• グループ 14 の要素は、グループ 13 の要素よりも陽性ではありません。この理由は、14 族元素の小さいサイズと高いイオン化特性にあります。

• グループ内で下に行くと、要素の金属特性が増加します。スズ (Sn) と鉛 (Pb) は柔らかい金属で、融点が低い。一方、炭素（C）とシリコン（Si）は非金属で、ゲルマニウム（Ge）は半金属元素です。

• 炭素 (C)、シリコン (Si)、およびゲルマニウム (Ge) は、安定した構造で構成されており、非常に高い沸点と融点を持っています。スズ (Sn) と鉛 (Pb) は融点が低くなります。

• グループ 14 の元素は、ひし形の構造をしています。そのため、要素は自然条件で非常に安定しています。

• グループ内で下に移動すると、融点が低下します。

• スズ (Sn) と鉛 (Pb) は金属であるため、融点が低くなります。

• グループ内で下に移動すると、要素の密度が増加します。

14族元素の酸化物

以下は、第14族元素の例の酸化物の例です。

鉛とスズは複数の酸化状態で存在するため、混合酸化物を形成します。

14族元素のハロゲン化物

鉛とスズは、複数の酸化状態のハロゲン化物を形成できます。

結論

グループ 14 は、カーボン、シリコン、ゲルマニウム、スズ、鉛で構成されています。炭素は、生命を維持するための最も重要な要素の 1 つです。炭素はまた、いくつかの異常な特性を示します。