I. Vị trí của nhóm cacbon trong bảng tuần hoàn
Nhóm cacbon gồm có các nguyên tố cacbon (C), silic (Si), gemani (Ge), thiếc (Sn) và chì (Pb). Chúng đều thuộc nguyên tố p.
II. Tính chất chung của các nguyên tố nhóm cacbon
1. Cấu hình electron nguyên tử
Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử
có 4 electron.
Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử của các nguyên tố nhóm cacbon có 2 electron độc thân, do đó trong một số trường hợp chúng có thể tạo thành hai liên kết cộng hóa trị. Khi được kích thích, một electron trong cặp electron của phân lớp
có thể được chuyển sang obitan p còn trống của lớp
.
Khi đó, nguyên tử của các nguyên tố nhóm cacbon có 4 electron độc thân, chúng có thể tạo thành 4 liên kết cộng hóa trị. Để đạt được cấu hình electron bền của khí hiếm, các nguyên tử nguyên tố nhóm cacbon tạo nên những cặp electron chung với các nguyên tử khác, trong các hợp chất chúng có số oxi hóa là +4,+2, và có thể là -4 tùy thuộc vào độ âm điện của các nguyên tố liên kết với chúng.
2. Sự biến đổi tính chất của các đơn chất
Từ cacbon đến chì, tính phi kim giảm dần, tính kim loại tăng dần. Cacbon và silic là các nguyên tố phi kim, gemani vừa có tính kim loại vừa có tính phi kim, còn thiếc và chì là các kim loại.
Trong cùng chu kì, khả năng kết hợp electron của cacbon kém hơn nitơ và của silic kém hơn photpho, nên cacbon và silic là những phi kim kém hoạt động hơn nitơ và photpho
3. Sự biến đổi tính chất của các hợp chất
Tất cả các nguyên tố nhóm cacbon đều tạo được hợp chất với hiđro có công thức chung là
. Độ bền của các hợp chất hiđrua này giảm nhanh từ
Các nguyên tố nhóm cacbon tạo với oxi 2 loại oxit là
, trong đó
có số oxi hóa tương ứng là +2 và +4.
là các oxit axit, còn các oxit
và các hiđroxit tương ứng của chúng là các hợp chất lưỡng tính.
Ngoài khả năng tạo liên kết cộng hóa trị với các nguyên tố của nguyên tố khác, các nguyên tử cacbon còn có thể liên kết với nhau tạo thành mạch. Mạch cacbon có thể gồm hàng chục, hàng trăm nguyên tử cacbon ( trong hợp chất hữu cơ).
Nhóm cacbon gồm có các nguyên tố cacbon (C), silic (Si), gemani (Ge), thiếc (Sn) và chì (Pb). Chúng đều thuộc nguyên tố p.
II. Tính chất chung của các nguyên tố nhóm cacbon
1. Cấu hình electron nguyên tử
Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử
Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử của các nguyên tố nhóm cacbon có 2 electron độc thân, do đó trong một số trường hợp chúng có thể tạo thành hai liên kết cộng hóa trị. Khi được kích thích, một electron trong cặp electron của phân lớp
Khi đó, nguyên tử của các nguyên tố nhóm cacbon có 4 electron độc thân, chúng có thể tạo thành 4 liên kết cộng hóa trị. Để đạt được cấu hình electron bền của khí hiếm, các nguyên tử nguyên tố nhóm cacbon tạo nên những cặp electron chung với các nguyên tử khác, trong các hợp chất chúng có số oxi hóa là +4,+2, và có thể là -4 tùy thuộc vào độ âm điện của các nguyên tố liên kết với chúng.
2. Sự biến đổi tính chất của các đơn chất
Từ cacbon đến chì, tính phi kim giảm dần, tính kim loại tăng dần. Cacbon và silic là các nguyên tố phi kim, gemani vừa có tính kim loại vừa có tính phi kim, còn thiếc và chì là các kim loại.
Trong cùng chu kì, khả năng kết hợp electron của cacbon kém hơn nitơ và của silic kém hơn photpho, nên cacbon và silic là những phi kim kém hoạt động hơn nitơ và photpho
3. Sự biến đổi tính chất của các hợp chất
Tất cả các nguyên tố nhóm cacbon đều tạo được hợp chất với hiđro có công thức chung là
Các nguyên tố nhóm cacbon tạo với oxi 2 loại oxit là
Ngoài khả năng tạo liên kết cộng hóa trị với các nguyên tố của nguyên tố khác, các nguyên tử cacbon còn có thể liên kết với nhau tạo thành mạch. Mạch cacbon có thể gồm hàng chục, hàng trăm nguyên tử cacbon ( trong hợp chất hữu cơ).
