Carbonoides

I.- INTRODUCCION

Los elementos de este grupo son: Carbono, Silicio, Germanio, Estaño y Plomo. Los dos primeros elementos son fundamentalmente no metálicos: pero el germanio, estaño y plomo se comportan física y químicamente como metales tanto más cuanto mayor es el número atómico. Al aumentar éste, no solo se incrementa el carácter metálico sino también la densidad, volumen atómico, radio atómico y iónicos y naturalmente el peso atómico.

PROPIEDADES

El carbono es un elemento no metálico. El silicio y el germanio son semimetales y conducen la corriente eléctrica cuando aumenta la temperatura, o cuando se encuentran mezclados con pequeñas cantidades de otro elemento; mientras que el estaño y el plomo muestran ya un comportamiento típicamente metálico. El aumento de este carácter metálico tiene lugar al descender en el grupo y se pone de manifiesto en el comportamiento de sus óxidos: los del carbono y el silicio presentan un pequeño carácter acido; los correspondientes al germanio y el estaño tienen un carácter anfótero, y los del plomo poseen ya cierto carácter básico.

Los elementos de este grupo, debido a la configuración electrónica en su nivel más externo (ns2np2), tienen como estados principales de oxidación +2 y +4. Este último estado es muy importante en la química del carbono y del silicio; a medida que descendemos en el grupo, el estado de oxidación +2 adquiere mayor importancia.

Los potenciales de ionización disminuyen al descender en el grupo y la pérdida de dos electrones es un proceso cada vez más fácil: el Ge2+ es poco estable, el Sn2+ es más estable y el Pb2+ lo es más aún.

El carbono tiene un comportamiento que difiere mucho del resto de los elementos del grupo, como consecuencia del pequeño tamaño de su átomo y de la ausencia de niveles internos d y f. Gracias a su electronegatividad, tiene la propiedad de unirse mediante enlaces covalentes, consigo mismo y con otros átomos de hidrógeno, oxígeno, azufre, nitrógeno y halógenos, formando cadenas lineales o anillos. El carbono puede formar: cuatro enlaces simples mediante hibridación sp3, enlaces dobles mediante hibridación sp2, y enlaces triples mediante hibridación spa. Por ello puede originar un número casi ilimitado de compuestos.

La reactividad del carbono a temperatura ambiente es baja; se une con varios metales para formar carburos de tipo salino y con elementos de parecida electronegatividad para formar carburos de tipo covalente. Sin embargo, cuando se eleva la temperatura se combina con oxígeno, cloro, azufre y diversos metales. En el aire arde transformándose en dióxido de carbono.

El silicio se parece más al carbono que al estaño y al plomo. A temperatura ambiente es muy inerte, mientras que a altas temperaturas reacciona con los halógenos formando halogenuros, con el oxígeno para formar SiO2 y con el nitrógeno para formar Si2N4.

El germanio tiene propiedades muy parecidas a las del silicio.

El estaño y el plomo son metales poco reactivos; reaccionan con ácidos oxidantes, como el ácido nítrico, y con ácidos no oxidantes, como el ácido clorhídrico.

ESTADO NATURAL

-El carbono libre se encuentra, en la mayoría de las ocasiones, en forma amorfa. También se presenta bajo dos formas alotrópicas: El grafito y el diamante. El grafito, muy difundido en la naturaleza, es una sustancia de color negro, blanda, untuosa al tacto y de menor densidad que el diamante. Este último es la sustancia más dura de la naturaleza y presenta distintos tonos de color, según las impurezas que contenga.

-El silicio, a pesar de ser el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, no se encuentra libre en la naturaleza. Aparece en forma de sílice, cuya estructura cristalina más conocida es el cuarzo.

-El germanio, el estaño y el plomo son mucho menos abundantes. El estaño se encuentra en la casiterita y en la estannina; el plomo en la galena y el germanio en minerales asociado a los sulfuros de plomo y estaño. El estaño se puede presentar en tres formas alotrópicas: estaño blanco, estaño gris y estaño frágil.

APLICACIONES

-El carbono en forma de diamante es muy apreciado en joyería, que debidamente pulimentado se conoce con el nombre de brillante. Pulverizado se utiliza como abrasivo. En forma de grafito se utiliza en minas de lápices y en la fabricación de electrodos, moldes y crisoles de alta temperatura. El carbón activo es muy absorbente, por lo que se emplea para eliminar aromas desagradables,

...