14. grupa hemijskih elemenata
Elementi 14. grupe periodnog sistema elemenata su ugljik, silicij, germanijum, kalaj i olovo. Dosta su različiti, od nemetala (ugljika) do metala (kalaja i olova), pored prelaznih elemenata koji pokazuju polumetalne osobine. Ugljik je bio poznat od prethistorijskih vremena kao ugalj koji je nastao djelimičnim sagorijevanjem organskih materija. U pisanoj historiji, dijamanti su uvijek bili cijenjeni kao dragulji hiljadama godina. Međutim, ugljik nije bio okarakterisan kao hemijski elemenat sve do kraja 18. vijeka.
Oruđa napravljena od kvarca (SiO2) bila su u upotrebi tokom cijelog Kamenog doba. Međutim, slično kao i s ugljikom, čisti silicij nije izoliran sve do 1823. godine kada je Berzelius dobio silicij redukcijom K2SiF6 sa kalijom. Kalaj i olovo su također poznati od najstarijih godina. Najvažnija upotreba kalaja dugo vremena bila je njegova legura s bakrom (bronza). Oruđe i oružje načinjeno od bronze koristilo se preko 5000 godina. Olovo su koristili stari Egipćani pri pravljenju grnčarije, a Rimljani su ga koristili za pečate i u druge svrhe. U nekoliko posljednih decenija, otkrivena su brojna toksična svojstva olova te je narasla ekološka svijest o smanjenju zagađivanja olovom, prvenstveno zbog sadržaja olova u pogonskim gorivima (u vidu tetraetil-olova (C2H5)4Pb) te kao sastojka nekih obojenih pigmenata.
Germanijum se dugo vremena smatrao kao "nedostajuća" karika, sve dok Mendeljejev nije predvidio njegove osobine 1871. godine. Tek 1886. godine otkrio ga je C.A. Winkler.
| Element | Energija ionizacije (kJ/mol) | Afinitet prema elektronu (kJ/mol) | Tačka topljenja oC | Tačka ključanja oC | Elektronegativnost |
|---|---|---|---|---|---|
| C | 1086 | 122 | 4100 | sublimira | 2,544 |
| Si | 786 | 134 | 1420 | oko 3280 | 1,916 |
| Ge | 792 | 120 | 945 | 2850 | 1,994 |
| Sn | 709 | 120 | 232 | 2623 | 1,824 |
| Pb | 716 | 35 | 327 | 1751 | 1,854 |
Neka svojstva elemenata 14. grupe (IVa elementi)[1]
Svojstva nekih elemenata 14. grupe
urediIako u prirodi se uglavnom nalazi ugljikov izotop 12C, njegova dva druga izotopa 13C i 14C su također veoma važna. Izotop 14C se formira u atmosferi iz dušika putem udara termalnih neutrona iz kosmičkog zračenja:
- 147N 10n → 146C 11H
Količina ugljika koji je formiran putem ove reakcije je relativno mala (oko 1,2x10-10% atmosferskog ugljika), ali je inkorporiran u biljne i životinjske ćelije putem bioloških procesa. Kada biljka odnosno životinja ugine, proces razmjene ugljika s okolinom preko disanja i ostalih životnih procesa prestaje, te ugljik 146C trajno ostaje u organskim ostacima uginulih živih bića. Međutim, pošto je ovaj izotop nestabilan (radioaktivan) sa poluvremenom raspada od 5730 godina, putem beta-zračenja se raspada:
- 146C → 147N 0-1e
Na taj način je moguće mjeriti preostale količine ugljika 146C te izračunati približno vrijeme od trenutka smrti živog bića. Taj metod se obično naziva datiranje putem radio-ugljika, a korišten je pri procjeni starosti mnogih arheoloških nalaza, uključujući egipatske mumije, ostatke ugljenisanih kostura iz neandertalskih pećina i sl.
Reference
uredi- ^ Gary L. Miessler, Donald A. Tarr: Inorganic Chemistry, Pearson, Prentice Hall, Northfield, Minnesota, 3. izdanje, str.262