Família do Carbono

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Família do Carbono 
Douglas Eleutério 
Giliade Sampaio 
Rodrigo Raffa 
Campus Itapetininga 
Instituto Federal de 
Educação, Ciência e Tecnologia 
São Paulo 
Tabela Periódica dos Elementos - IUPAC 
Maio, 2013. 
Família do Carbono 
 Quatro elétrons na camada de 
valência. s²p² 
 O primeiro átomo do grupo é 
sempre menor e mais 
eletronegativo, e por isso 
apresenta maior energia de 
ionização e, sendo mais 
covalente e menos metálico. 
 Os raios covalentes, portanto, 
aumentam de cima para 
baixo. 
Família do Carbono 
 Quatro elétrons na camada de 
valência. s²p² 
 O primeiro átomo do grupo é 
sempre menor e mais 
eletronegativo, e por isso 
apresenta maior energia de 
ionização e, sendo mais 
covalente e menos metálico. 
 Os raios covalentes, portanto, 
aumentam de cima para 
baixo. 
Família do Carbono 
 O Carbono é indiscutivelmente um não metal. 
 O Silício em alguns aspectos é característica de um não metal, suas 
propriedades elétricas e outras propriedades físicas correspondem as de um 
semimetal. 
 O Germânio, sob todos os pontos de vista, é um semimetal. 
 Embora uma forma alotrópica do Estanho tenha propriedades elétricas 
de um semimetal, o estanho, e particularmente o Chumbo, apresentam 
características físicas de metais. 
 
Estados de oxidação e tipos de ligação 
 O carbono se diferencia dos outros elementos com a sua 
capacidade de se ligar a vários outros átomos de carbono, 
formando enormes cadeias. Isso porque as ligações C-C são fortes, 
e as ligações Si-Si, Ge-Ge e Sn-Sn diminuem 
progressivamente de energia. 
 Há um decréscimo da estabilidade do estado de oxidação +4 e 
um aumento da estabilidade do estado de oxidação +2. 
 
Energias de ionização 
 As energias de ionização decrescem do C para o Si e a seguir 
variam de forma irregular por causa dos efeitos do 
preenchimento dos subníveis d e f. A quantidade de energia 
necessária para ionizar um átomo desse grupo é muito alta, por 
isso compostos iônicos simples são raros. 
 O único íon metálico significativo é o Pb2+. 
 Pontos de fusão 
 O carbono apresenta um ponto de 
fusão extremamente elevado. 
 Silício e Germânio 
fundem a temperaturas 
menores, mas ainda assim são 
bastante elevadas. 
Os pontos de fusão 
decrescem de cima 
para baixo 
porque as ligações M-M se tornam 
mais fracas à medida que os átomos 
aumentam de tamanho. 
 Sn e Pb são metálicos e têm pontos 
de fusão baixos, porque eles não 
aproveitam todos os quatro elétrons 
externos na ligação, contribuindo para 
a formação de uma ligação menos 
forte. 
Caráter metálico e não-metálico 
 A transição de não-metal para 
metal com o aumento do número 
atômico é bem ilustrada com os 
elementos dessa família, onde: 
 O C e o Si são ametais, 
 O Ge tem caráter intermediário 
e o Sn e o Pb são metais. 
 
 
 
 O aumento do caráter metálico se 
manifesta nas estruturas e no 
aspecto dos elementos, através 
de propriedades físicas como 
maleabilidade e 
condutividade elétrica., e 
através de propriedades químicas, 
como o aumento da tendência 
a formar íons ou as 
propriedades ácidas ou básicas 
de óxidos e hidróxido 
 
Família do Carbono - 14 
CARBONO 
Forma elementar 
Grafite granulado Diamante 
Características do Carbono 
Propriedades 
Numero Atômico 6 
Massa Atômica 12,0107u 
Configuração eletrônica: [He] 2s2 2p2 
Raio Atômico 70(67)pm 
Raio Covalente 77pm 
Raio de Van der Waals 170pm 
Série Química Não-Metal 
Ciclo do Carbono 
Abundância na Terra 
Biosfera, oceanos, atmosfera 
3,7 x 1018 mols 
Crosta 
1,1 x 1021 mols(Carbono orgânico) 
5,2 x 1021 mols(Carbonatos) 
Manto 
1,0 x 1024 mols 
Aplicação no cotidiano 
Aplicação no cotidiano 
 Datação Radiométrica 
 Lápis 
 Diamante 
 Ligas de Aço 
 Fibra de Carbono 
Potenciais de Ionização 
 1º Potencial de ionização [1.086,5 kJ/mol] 
 2º Potencial de ionização [2.352,6 kJ/mol] 
 3º Potencial de ionização [4.620,5 kJ/mol] 
 4º Potencial de ionização [6.222,7 kJ/mol] 
 5º Potencial de ionização [37.831,0 kJ/mol] 
 6º Potencial de ionização [47.277,0 kJ/mol] 
SILÍCIO 
Silício 
Propriedades 
Numero Atômico 14 
Massa Atômica 28,0855u 
Configuração eletrônica: [Ne]3s2 3p2 
Raio Atômico 111pm 
Raio Covalente 111pm 
Raio de Van der Waals 210pm 
Série Química Não-Metal 
GERMÂNIO 
Germânio 
Propriedades 
Numero Atômico 32 
Massa Atômica 72,64u 
Configuração eletrônica: [Ar] 3d10 4s2 4p2 
Raio Atômico 122pm 
Raio Covalente 122pm 
Raio de Van der Waals 211pm 
Série Química Metal 
ESTANHO 
Estanho 
Propriedades 
Numero Atômico 50 
Massa Atômica 118,71u 
Configuração eletrônica: [Kr] 4d10 5s2 5p2 
Raio Atômico 140pm 
Raio Covalente 139±4pm 
Raio de Van der Waals 217pm 
Série Química Metal 
Aplicação no Cotidiano 
 Revestimento (folha de flandres) 
 Formador de ligas (estanho; bronze; Pewter) 
 Soldas 
 Cloreto de estanho (papeis para alimentos; tintas; vidros) 
CHUMBO 
Chumbo 
Propriedades 
Numero Atômico 82 
Massa Atômica 207,2u 
Configuração eletrônica: [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2 
Raio Atômico 154pm 
Raio Covalente 147pm 
Raio de Van der Waals 202pm 
Série Química Metal 
Aplicação no Cotidiano 
 Indústria 
 Baterias 
 Ligas metálicas (soldas; fusíveis) 
 Revestimento elétrico 
 Aditivo gasolina 
FLERÓVIO 
Ununquadium 
 
Fleróvio 
Propriedades 
Numero Atômico 114 
Massa Atômica 289u 
Configuração eletrônica: [Rn] 5f14 6d10 7s27p2 
(previsto) 
Raio Atômico 160pm 
Raio Covalente 143pm 
Raio de Van der Waals - 
Série Química Metal 
Familia 4A 
Quadro Comparativo 
Propriedade C Si Ge Sn Pb 
Raio Atômico(Å) 0,77 1,77 1,22 1,4 1,46 
Massa(u) 12,01 28,08 72,63 118,71 207,20 
Configuração Eletrônica 2s²2p² 3s²3p² 4s²4p² 5s²5p² 6s6p² 
Ponto de Fusão(ºC) - 1412 937,3 231,9 327,5 
Ponto de Ebulição(ºC) 3830 3267 2834 2603 1750 
Eletronegatividade 
(paulling) 
2,5 1,8 1,8 1,8 1,9 
Classificação Não-
Metal 
Semi-
Metal 
Semi-
Metal 
Metal Metal 
Propriedade C Si Ge Sn Pb 
Raio Atômico(Å) 0,77 1,77 1,22 1,4 1,46 
Massa(u) 12,01 28,08 72,63 118,71 207,20 
Configuração Eletrônica 2s²2p² 3s²3p² 4s²4p² 5s²5p² 6s6p² 
Ponto de Fusão(ºC) - 1412 937,3 231,9 327,5 
Ponto de Ebulição(ºC) 3830 3267 2834 2603 1750 
Eletronegatividade 
(paulling) 
2,5 1,8 1,8 1,8 1,9 
Classificação Não-
Metal 
Não-
Metal 
Metal Metal Metal 
Referências 
 ROCHA, Wagner Xavier. Química 2000. Disponível em 
http://www.oocities.org/vienna/choir/9201/grupo_IVA.htm acessado em 23 
de Setembro de 2013. 
 BROWN, Theodore L. et al. Química, a ciência central; tradutor Robson Matos. 
– São Paulo: Prentice Hall, 2005 
 KOTZ, John C et al. Química geral e reações químicas vol.1; tradução Solange 
Aparecida Visconte. – São Paulo: Cengage Learning, 2012. 
 WINTER, Mark J. WebElements: The periodic table on the web. 1993-2012. 
Disponível em <http://www.webelements.com/> , Acesado em 24 de 
Setembro de 2013. 
 IUPAC . Discovery of the Elements with Atomic Number 114 and 116. URL 
Acessado em 24 de Setembro de 2013.