silicatos grupo 14

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GRUPO 14 
C 
Si 
Ge 
Sn 
Pb 
diamante 
grafite 
CQ133 
FSN 
 1200-3000 OC 
SiO2(l) + Ccoque(s) → Si(l) + CO2(g) (idem p/ Ge e Sn) 
 98% puro 
Purificação para a produção de semicondutores e transistores: 
 
Si(s) + 3HCl(g) → SiHCl3(g) + H2(g) (T = 300 
OC) 
SiHCl3(g) + H2(g) → Si(s) + 3HCl(g) (T = 1000 
oC) 
99,999 % puro (processo Siemens) 
2PbS(s) + 3O2(g) → 2PbO(s) + 2SO2(g) (ustulação) 
PbO(s) + CO(g) → Pb(l) + CO2(g) 
Galena 
PbS 
Cassiterita 
SnO2 
 
CARBONO E ALOTROPIA 
grafite 
diamante 
Buckminster fullereno esférico, C60 Fullereno tubular 
carbono amorfo 
grafeno 
CARBONO E ALOTROPIA 
Negro de fumo: combustão incompleta de hidrocarbonetos: pó muito 
fino que se agrupa aleatoriamente; partículas de 10 a 500 nm; área 
superficial de 10-500 m2/g 
Usos: carga de borracha para pneus (cerca de 3kg/pneu) 
Pigmento negro para tintas e impressoras 
Carvão ativado: produto sintético obtido pela desidratação 
química de pó de madeira com ácido fosfórico ou ZnCl2 (1-3 
partes para cada parte de serragem) entre 400 a 700 oC. Possui 
alta área superficial, 300-2000 m2/g 
Usos: descoloração de produtos naturais como açúcares, óleos, 
bebidas, no tratamento de água, em filtros de gases e 
purificadores de ar 
Fibras de carbono: obtidas pela degradação na ausência de ar, a 
300 oC e 1000 oC, de polímeros que não fundem como celulose, 
algodão, lã, acrilonitrila 
Usos: confecção de tecidos, redes termorresistentes, reforço em 
plásticos, produção de materiais extremamente leves e resistentes 
usados produção de aviões, carros e barcos 
Grupo 14 
Raio 
atômico 
Å 
PF 
oC 
Energia da 
ligação kJ. 
mol-1 
C 0,77 4100 C-C 348 
Si 1,17 1420 Si-Si 297 
Ge 1,22 945 Ge-Ge 260 
Sn 1,40 232 Sn-Sn 240 
Pb 1,46 327 - - 
Monóxido de carbono 
 
1. C(s) + 1/2O2(g)  CO(g) 
 
2. C(s) + H2O(g)  CO(g) + H2(g) gás d’água 
 
3. 2C(s) + O2(g) + 4N2(g)  2CO(g) + 4N2(g) gasogênio 
 
4. H2SO4 
HCOOH(l)  CO(g) + H2O(l) laboratório 
 
 
 
 
 
Principais óxidos do carbono 
É muito tóxico, incolor e inodoro 
É bastante reativo 
É um combústível 
Agente redudor na indústria metalúrgica 
Base de Lewis forte 
Produção industrial de ferro 
Fe2O3(s) + 3CO(g)  2Fe(s) + 3CO2(g) 
Dióxido de carbono 
1. CO(g) + H2O  CO2(g) + H2(g) 
2. CH4(g) + 2H2O  CO2(g) + 4H2(g) 
3. Recuperado de processos fermentativos: 
C6H12O6(s)  2C2H5OH(l) + 2CO2(g) 
4. dos gases liberados na calcinação do calcário; 
CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g) 
5. dos gases efluentes de usinas termelétricas alimentadas a carvão. 
6. CaCO3(s) + 2HCl(aq)  CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l) 
Principais óxidos do carbono 
CLASSIFICAÇÃO DOS SILICATOS 
ortossilicato, 
SiO4
4- 
M2
II[SiO4] ou M
IV[SiO4] onde M = Be, Mg, Fe, Mn, Zn 
Pirossilicatos 
Si2O7
6- 
Ac2[Si2O7], Ln2[SiO7] 
CLASSIFICAÇÃO DOS SILICATOS 
Silicatos em cadeia simples (piroxênios), (SiO3)n
2n- 
Ex. Espodumênio LiAl(SiO3)2 
CLASSIFICAÇÃO DOS SILICATOS 
Silicatos em cadeia dupla (anfibólios) 
composição variável: (Si2O5)n
2n-, (Si4O11)n
6n-, (Si6O17)n
10n- 
Ex. Asbestos (Ca2Mg5[(Si4O11)2](OH)2, Mg3Si2O5(OH)4 
CLASSIFICAÇÃO DOS SILICATOS 
Silicatos cíclicos, (SiO3)n
2n-
 
 
Ex. Berilo Be3Al2(Si6O18) 
CLASSIFICAÇÃO DOS SILICATOS 
Silicatos lamelares (em camadas) ou filossilicatos, (Si2O5)n
2n- 
Ex. mica, argila, montmorilonita 
CLASSIFICAÇÃO DOS SILICATOS 
Silicatos tridimensionais (SiO2) 
Silicatos 
quartzo 
 SiO2 
Willemita 
Zn2SiO4 
Enstatita 
MgSiO3 
Espodumênio 
LiAl(SiO3)2 
Zircon 
ZrSiO4 
Mica 
(Si2O5
2-)n 
Asbestos 
(Si4O11
6-)n 
R
Si
R
OHHO
R
Si
R
OHHO+
-H2O
R
Si
R
OHHO+
R
HO
R
R
SiO OH
RR
Si
R
HO
R
SiO OH
RR
Si
R
HO
Si
R R
SiO
R
R
SiO OH
fluidos, óleos, graxas 
elastômeros(borrachas) e resinas 
isolantes elétricos 
Implantes 
Silicone 
os carbetos são compostos de carbono com um elemento 
menos eletronegativo; 
 
esta definição exclui compostos de carbono com N, P, O, 
S e halogênios; 
 
os carbetos são classificados como: 
a) iônicos ou salinos; 
b) intersticiais ou metálicos; 
c) covalentes 
 
os três tipos de carbetos são preparados aquecendo-se o 
metal ou o óxido com carbono ou um hidrocarboneto, a 
temperaturas de 2000 0C 
CARBETOS 
classificados em três grupos, contendo os ânions: 
C4-, C2
2- ou C3
4-; 
 
exemplos: Be2C (sólido vermelho); Al4C3 (sólido amarelo); 
 
os carbetos com a unidade (-CC-)2- são melhor 
conhecidos. São formados principalmente pelos elementos 
do grupo 1 (M2C2); pelos elementos do grupo 2 (MC2); pelos 
metais Cu, Ag, Au, Zn e Cd; e por alguns lantanídeos (LnC2 
e Ln2(C2)3; são todos compostos incolores; 
CARBETOS SALINOS 
o carbeto de cálcio (CaC2) é o mais importante; é 
obtido industrialmente pela reação de cal com coque a 
2200 oC: 
 
CaO(s) + 3C(s)  CaC2(s) + CO(g) 
 
reagem com água, liberando acetileno: 
 
 CaC2(s) + 2H2O(g)  Ca(OH)2(s) + HCCH(g) 
 
CaC2 é usado em escala industrial na fabricação de 
cianamida de cálcio (CaNCN) - que é usada como 
fertilizante nitrogenado: 
 1100 oC 
 CaC2(s) + N2(g)  Ca(NCN)(s) + C(s) 
 
CARBETOS SALINOS 
são formados principalmente por elementos de transição, 
lantanídeos e actinídeos; 
 
em geral apresentam um ponto de fusão muito elevado; 
exemplo TaC funde a 3900 oC; 
 
são muito duros; TaC apresenta dureza 9-10 na escala Mohs; 
 
são empregados na confecção de ferramentas de corte; 
os carbetos intersticiais conservam muitas das propriedades 
dos metais - conduzem eletricidade e possuem brilho 
metálico; 
 
carbetos intersticiais em geral são inertes - não reagem com 
a água como os carbetos iônicos. 
CARBETOS INTERSTICIAIS 
os mais importantes são o SiC e B4C; 
 
SiC possui dureza 9,5 na escala Mohs; 
 
SiC é conhecido como conhecido como carborundum - um 
abrasivo; 
 
é produzido pelo aquecimento de quartzo ou areia com excesso 
de coque, num forno elétrico a 2000-2500 oC: 
 
SiO2(s) + 3C(s)  SiC(s) + 2CO(g) 
 
o SiC é muito pouco reativo; não é atacado por ácidos, mas reage 
com NaOH e ar, e com Cl2 a 100 oC: 
SiC(s) + 2NaOH(aq) + 2O2(g)  Na2SiO3(s) + CO2(g) + H2Og) 
SiC(s) + 2Cl2(g)  SiCl4 
 
o SiC apresenta uma estrutura tridimensional de átomos de Si e C 
sendo cada átomo rodeado tetraedricamente por quatro átomos 
do outro tipo 
CARBETOS COVALENTES 
SiC 
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