Elementos del Grupo 4A: Definición y propiedades

Elementos del Grupo 4A

Claro, cada grupo de elementos es importante. Quiero decir, ¿dónde estaríamos sin los gases nobles? No habría letreros de neón ni globos de helio. ¿O si los metales alcalinotérreos desaparecieran? No habría más calcio para tus huesos. ¿O qué pasa con los halógenos? No más cloro para la piscina. Pero apostaría que el grupo 4A es el grupo de elementos más importante. Claro, extrañaría sus huesos, los globos de helio, los letreros de neón y las piscinas, ¡pero realmente extrañaría el grupo 4A!

Está bien, está bien, todos los grupos son importantes y no quiero tener favoritos, pero algunos de los elementos del grupo 4A son extremadamente importantes para ti, ¡y es posible que ni siquiera lo sepas! El grupo 4A consta de carbono (C), silicio (Si), germanio (Ge), estaño (Sn) y plomo (Pb) y se encuentra en el centro a la derecha de la tabla periódica. Todos estos elementos son sólidos a temperatura ambiente.

Antes de profundizar en los detalles de estos elementos importantes, aclaremos algo de terminología. Dependiendo de la tabla periódica o el libro de texto que esté viendo, estos elementos pueden tener diferentes nombres. Ya sabe que pueden denominarse grupo 4A , pero también pueden denominarse grupo 14 o grupo IVA . Todos significan lo mismo.

Propiedades de los elementos del grupo 4A

Aunque es posible que no crea que el carbono tiene mucho en común con el estaño, se colocan en el mismo grupo ya que tienen propiedades similares. Tomemos un momento para ver todas las propiedades que comparten.

Todos los elementos de este grupo tienen cuatro electrones de valencia . Estos son los electrones más externos, más alejados del centro del átomo, que determinan algunas de las propiedades del elemento. También suelen tener electronegatividades bajas, lo que significa que no quieren los electrones de otro elemento. Hay algunos grupos de elementos que realmente quieren tomar electrones de otros elementos, pero no del grupo 4A.

Todos los elementos de este grupo tienden a perder sus electrones de valencia. Si un elemento en 4A pierde los cuatro electrones de valencia, obtiene una carga +4, también conocida como estado de oxidación +4. Generalmente, los elementos en la parte superior de este grupo tienen el estado de oxidación +4 mientras que los elementos en la parte inferior tienen el estado +2, pero veremos esto más de cerca cuando examinemos cada elemento. En ocasiones, un elemento del grupo 4A tendrá un estado de oxidación diferente a +4 o +2, como -4. Este estado de oxidación significa que no se perdieron electrones y se ganaron cuatro de otro elemento.

Cuando un átomo tiene una carga positiva, como +2 o +4, se lo conoce como catión . Cuando recibe una carga negativa, como -4, se le conoce como anión . Para mantener las palabras catión y anión, siempre pienso en un lindo gato por catión, que es positivo, como la carga de un catión.

A medida que avanza en la tabla periódica, los elementos del grupo 4A se vuelven más metálicos, lo que significa que pueden ser buenos conductores de calor y electricidad, son maleables (o flexibles) y tienen un brillo metálico. Finalmente, la mayoría forma enlaces covalentes , o cuando los electrones se comparten entre átomos.

Ahora, en lo bueno. ¿Por qué son tan importantes estos elementos?

Carbón

Empecemos por el carbono, que es el sexto elemento más abundante del universo. De hecho, el carbono se puede encontrar en muchos lugares, incluso tiene su propia rama de la química llamada química orgánica. El carbono forma los componentes básicos de todo lo que vive, ¡así que eres una forma de vida basada en el carbono! Como la mayoría de los elementos del grupo 4A, el carbono forma enlaces covalentes , lo que significa que comparte sus electrones con otro elemento. En raras ocasiones, puede formar enlaces iónicos , lo que significa que los electrones de valencia se transfieren de un átomo a otro.

El carbono es el único no metal de los elementos del grupo 4A, lo que significa que algunas de sus propiedades son un poco diferentes. Los no metales, por ejemplo, no son buenos conductores y, por lo general, no tienen un brillo metálico.

Estamos tan vinculados al carbono que no puedo enumerar todos los usos del carbono, así que aquí hay solo un adelanto. Como se mencionó anteriormente, el carbono constituye todos los seres vivos, pero también puede encontrarlo en otros lugares, como el diamante en su dedo, el carbón en su barbacoa, la botella de agua de plástico en su escritorio, el grafito en su lápiz e incluso la gasolina en tu carro.

Está bien, está bien, suficiente sobre el carbono. Veamos otro elemento que es de vital importancia para los humanos. Es uno de los dos metaloides , o elementos con propiedades de metales y no metales, en el grupo 4A.

Otros elementos 4A

El silicio constituye aproximadamente el 27% de la corteza terrestre y se puede encontrar en la arena de la playa, en los ladrillos de su casa, en sus ventanas, en las aceras de cemento e incluso en su sistema esquelético. Pero su reclamo a la fama es su importancia en los chips de computadora. De hecho, es incluso el apodo de un área de California conocida como centro de la industria tecnológica: Silicon Valley. Al igual que el carbono, el silicio suele formar enlaces covalentes, pero también puede formar enlaces iónicos. Tiende a tener el estado de oxidación +4.

Aunque el carbono y el silicio son probablemente los dos elementos más importantes (para los seres humanos) del grupo, el germanio es el segundo metaloide de este grupo y se puede utilizar en semiconductores, lámparas fluorescentes y lentes de cámaras y microscopios. Su estado de oxidación más común es +4, pero también se puede encontrar en +1, +2 y -4 (pero eso es raro).

El estaño y el plomo son los dos últimos elementos de este grupo y ambos son metales. Ambos elementos pueden formar cationes +2 y +4. El estaño tiene muchos usos, incluso como cubierta protectora para evitar que el hierro se oxide y como parte de una amalgama que usan los dentistas para empastar los dientes. El plomo es un metal muy flexible y resistente a la corrosión. Alguna vez se usó en tuberías de plomería y como aditivo para pintura, pero debido a que es venenoso, el plomo ya no se usa para esos fines. Hoy en día, el plomo se usa en baterías de automóviles, materiales para techos y balas, solo por nombrar algunos usos de este elemento.

Resumen de la lección

El grupo 4A es uno de los grupos de elementos más importantes para los seres humanos. Echemos un último vistazo a las propiedades que todos comparten:

• Todos tienen 4 electrones de valencia.
• Todos son sólidos a temperatura ambiente.
• La mayoría no son electronegativos.
• La mayoría forma enlaces covalentes.
• Sus estados de oxidación más comunes son +4 y +2.
• Se vuelven más metálicos a medida que avanza en la tabla periódica.

Estás compuesto de carbono y se encuentra en todos los organismos vivos. El silicio no es solo uno de los elementos principales de la corteza terrestre, sino que también es un componente importante de las computadoras. Los elementos restantes también tienen usos importantes, desde ser utilizados en empastes dentales hasta ser semiconductores.

Entonces, tal vez sería difícil si no tuviéramos globos de helio o calcio para los huesos, pero sería realmente difícil sin los elementos del grupo 4A. Pero, en realidad, necesitamos muchos de los elementos en todos los grupos, así que tal vez estoy jugando con los favoritos. . . ¡solo un poco!

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado, debería poder:

• Enumere los elementos del Grupo 4A
• Indique las características que comparten todos los elementos del Grupo 4A
• Discutir la importancia del carbono y el silicio.
• Recuerde los usos de los otros elementos del Grupo 4A