Este documento discute os elementos do grupo 14 da tabela periódica, começando com suas propriedades periódicas e estrutura eletrônica. Em seguida, descreve como cada elemento é encontrado na natureza, seu processo de obtenção e aplicações comerciais. Por fim, resume suas principais propriedades físico-químicas.

1. Universidade Estadual do Centro-Oeste – UNICENTRO
Elementos do Grupo 14
Família do Carbono
Alunos: Edenilson, Luiz e Samantha

2. Propriedades
Periódicas

3.  A configuração dos elementos da
família 14 é do tipo ns2np2
 Há um aumento de reatividade na
seguinte ordem:
C < Si < Ge < Sn < Pb < Fl
Estrutura Eletrônica
e Reatividade

4. Hibridização
A hibridização é um fenômeno que
permite ao átomo realizar um número
maior de ligações, aumentando assim a
sua estabilidade. SnF4

6. •Improbabilidade da formação de
cátion X4+
•Aumentos relativamente grandes
entre EI2 e EI3.
Energia de Ionização

7. Eletronegatividade
F > O > N > Cl > Br > I > S > C

9. Abundância

10. Processo de Obtenção

11. O carbono é o 17º elemento mais abundante
na crosta terrestre e o 4º no universo.
Ocorre como elemento livre nas formas de
diamante e grafite.
Também ocorre combinado com outros
elementos e compostos: carbonatos de Ca e
Mg, petróleo e carvão. Além dos compostos
gasosos CO2 e CO que estão presentes na
atmosfera.
Como é encontrado na Natureza

12. Obtenção
• Carvão: é composto basicamente por carbono,
enxofre, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio.
• Coque: material carbonáceo obtido através da
carbonização do carvão a altas temperaturas.
• Negro de fumo: obtido pela combustão incompleta
de hidrocarbonetos oriundos do gás natural e
petróleo metano (CH4) e acetileno (C2H2).
• Carvão ativado: ativado com tratamento químico
ou físico de um “precursor” carbonáceo.
• Diamante e grafite: extraídos por mineração.
• Fibras de Carbono: filamentos de carbono
alinhados em uma mesma direção.

13. ● Coque: é de grande importância na metalurgia e é
empregado como combustível fóssil
● Negro de fumo (fuligem): pigmentos, indústria da
borracha.
● Carvão Ativado: descoloração do açúcar, adsorção
de gases venenosos, filtros no tratamento de água,
catalisadores.
● Grafite: fabricação de eletrodos, indústria do aço, fundição
de metais, obtenção de cadinhos, lubrificante, lápis, reatores
nucleares, lonas de freio, escova para motores.
● Diamante: 30% produção mundial: joalheria e 70%
restante: fabricação de brocas ou abrasivos para cortar e
polir e para ferramentas cirúrgicas.
● Fibras de Carbono: excelentes propriedades mecânicas,
baixo peso, alta resistência química, tolerância a altas
temperaturas. Tem aplicações na indústria aeroespacial,
engenharia civil, militar e esportiva.
Aplicações

14. Como é encontrado na
Natureza
O Silício é o segundo elemento
mais abundante na crosta
terrestre.
Se apresenta na forma amorfa
(pó pardo) e cristalina (forma
octaédrica de coloração azul
grisáceo com brilho metálico).
É encontrado em forma de
silicatos e sílica, nas rochas,
areia e argila.

15. Obtenção
O silício é obtido pela redução do SiO2 com coque (C) em
temperaturas elevadas, deve-se trabalhar com excesso de Si
para evitar formação do SiC.
Processo de Purificação:

16. Aplicações
 Indústria do aço
 Eletrônica
 Semicondutores
 Construção (SiO2)
 Produtos poliméricos
 Xampus e plásticas

17. Como é encontrado na Natureza
Os únicos minerais rentáveis para a
extração do germânio são a
germanita (69% de germânio) e
ranierita (7-8% do elemento); além
disso está presente no carvão, na
argirodita e outros minerais.

18. Obtenção
A forma mais comum de obtenção de
germânio metálico é através da extração
via fusão fracionada (fabricação de
circuitos integrados).
Outra forma é a remoção via composto
de cloreto (GeCl4) que, posteriormente, é
transformado em dióxido de germânio
(GeO2) via hidrólise.
Com a adição de hidrogênio ou carvão, é
reduzido a germânio puro.
GeCl4 + 2H2O → GeO2 + 4HCl
GeO2 + 2H2 → Ge + 2H2O

19. Aplicações
Circuitos integrados de alta velocidade,
amplificadores de baixa intensidade
Espectroscópios e outros instrumentos
baseados na óptica de infravermelhos
Adição ao cobre para aumento de
resistência química e ao berílio para
aumento de ductibilidade
Fabricação de diodos e outros
componentes eletrônicos
Fabricação de joias

20. Como é encontrado na natureza
O Estanho é relativamente escasso,
sua concentração na crosta terrestre é
de 2 ppm.
A maioria do estanho do mundo é
produzida a partir de depósitos placer.
É originado em quase sua totalidade
do minério cassiterita

21. Obtenção
O Estanho é obtido através da
redução, por Carbono, do minério
cassiterita (SnO2) segundo a equação:
SnO2 + 2C  2CO + Sn
Para que o monóxido de carbono
produzido seja eliminado pode-se
oxidá-lo a dióxido de carbono.

22. Aplicações
 Galvanoplastia
 Ligas metálicas
 Solda macia
 Sais para fabricação de
espelhos, papel, remédio
e fungicidas
 Molas
 Embalagens
 Decoração

23. Como é encontrado na natureza
A maioria de todo o Chumbo impuro do
planeta se apresenta na forma de galena
(PbS). Pode ser encontrado junto a
outros metais, como: Cobre, Zinco,
Prata e Tório; além de Urânio.
Outros minerais que contêm quantidades
significativas de Chumbo são a cerusita
(PbCO3) e a anglesita (PbSO4), que são
mais raros.

24. Obtenção
Através da ustulação do minério de
chumbo, obtém-se como produto o
óxido de chumbo que é reduzido
com a utilização de coque, fundente
e óxido de ferro.
O chumbo bruto obtido é separado
da escória por flotação. A seguir, é
refinado para a retirada das
impurezas metálicas, que pode ser
por destilação. Desta forma pode-
se obter chumbo com uma pureza
elevada (99,99%).

25. Aplicações
 Bateria para automóveis
 Manuseio de ácidos
 Solda, fusíveis e revestimentos
elétricos
 Blindagem de radiação
 Usinas de energia nuclear
 Proteção contra raios-X

26. Propriedades
Fisicoquímicas

27. Formas Alotrópicas
● C – carvão, diamante e grafite
● Si – amorfo e cristalino
● Ge – cristalina
● Sn – cinzento, branco e rômbico
● Pb – cristalino metálico

28. Estado Físico

29. ● Ponto de ebulição - PE é a temperatura à qual se dá a passagem
do estado líquido ao estado gasoso.
● O ponto de fusão - PF é a temperatura a qual uma substância
passa do estado sólido ao estado líquido.
Ponto de Fusão e Ebulição

30. Densidade

31. Condutividade

32. Eletroquímica

33. Fleróvio
● Transurânico, radioativo, provavelmente metálico, sólido de
aspecto prateado.
● Ununquádio ou eka-chumbo.
● Isótopos: 114Fl289 30s, 114Fl288 2s, 114Fl285 0,58s.
● 2012 – Georgiy Flerov.
● "ilha de estabilidade“.
● Elemento mais pesado com o qual já foram realizadas
experimentos químicos.

34. Referências
SHRIVER, D.F.; ATKINS, P.W. Química Inorgânica. 4ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2011.
LEE, J. D. Química inorgânica não tão concisa. 5.ed. São Paulo: Edgard Blucher, 1999.
ATKINS, P.W.; JONES, L. Princípios de Química. 3ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2007.
ALVES, P.A. Guia dos elementos químicos. Publicação Quilab Produtos de Química Fina.
2008.
HOUSECROFT, C.E.; SHARPE, A.G. Química Inorgânica volume 1. 4.ed. Rio de Janeiro:LTC,
2013.
http://nautilus.fis.uc.pt/ [acesso dia 02/08/2015]
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc34_3/04 AQ45-11.pdf [acesso dia 31/07 /2015]
http://www.cprm.gov.br/publique/media/q23chumbo.pdf [acesso dia 31/07/2015]
http://site.ufvjm.edu.br/flavianatavares/files/2013/04/Família-do-Boro-e-do-Carbono-2014.pdf
[acesso dia 31/07/2015]
http://pt.slideshare.net/alanaalmeida712/famlia-do-carbono-4a-ou-14[acesso dia 02/ 08/2015]
http://www.ct.ufrgs.br/ntcm/graduacao/ENG06632/Ustulacao.pdf [acesso dia 02/08/2015]