Il Gruppo 14, noto anche come gruppo del carbonio o dei cristallogeni, comprende elementi come il Carbonio, il Silicio, il Germanio, lo Stagno, il Piombo e il Flerovio.
Questi elementi, appartenenti al blocco p della tavola periodica, hanno una configurazione elettronica che termina in ns^2,np^2 e presentano comunemente numeri di ossidazione +4, come ad esempio nei composti CCl4, SiCl4 e SnO2. Tuttavia, lungo il gruppo sono presenti anche numeri di ossidazione +2, come nel caso di SnCl2 e PbO.
Le proprietà dei singoli elementi del Gruppo 14 variano notevolmente: il carbonio è un non metallo, il silicio e il germanio sono semimetalli e si comportano da semiconduttori, mentre lo stagno e il piombo sono metalli.
Analogamente al Gruppo 13, anche nel Gruppo 14 si osserva un’inversione nella tendenza di alcune proprietà, come l’energia di ionizzazione per il secondo e il terzo elemento.
Gli elementi del Gruppo 14 si presentano in diverse forme allotropiche stabili e metastabili, alcune delle quali trovano applicazioni industriali. Ad esempio, il carbonio può assumere forme come la grafite, il diamante, il grafene, i fullerene e i nanotubi di carbonio, mentre il silicio si presenta in forma amorfa e cristallina.
Per quanto riguarda gli ossidi, i composti del Gruppo 14 formano ossidi acidi, basici e anfoteri. Ad esempio, il carbonio forma il biossido di carbonio (CO2) e il monossido di carbonio (CO), il silicio forma il biossido di silicio (SiO2), e così via.
Ogni elemento del gruppo forma cloruri di formula MCl4, con vari livelli di stabilità, e il cloruro più stabile del piombo è PbCl4.
In conclusione, il Gruppo 14 presenta una vasta gamma di elementi con diverse proprietà e caratteristiche, che influenzano significativamente la loro reattività e le loro applicazioni in vari settori industriali e tecnologici.I composti degli elementi del Gruppo 14 nell’ambito della chimica inorganica offrono una vasta gamma di reazioni e proprietà. Ad esempio, il cloruro di piombo (IV) si decompone in cloruro di piombo (II) e cloro a basse temperature, mentre il cloruro di stagno (IV) si decompone a cloruro di stagno (II) ad alte temperature. Escludendo il tetracloruro di carbonio, i cloruri degli altri elementi reagiscono con l’acqua in modo diverso. Inoltre, il tetracloruro di carbonio può reagire con il fluoro per formare i fluoroclorocarburi noti come CFC, ampiamente utilizzati come refrigeranti e propellenti.
I nitruri, come il nitruro di silicio, vengono formati dalla reazione del silicio con l’azoto ad alte temperature. Questi nitruri hanno diverse applicazioni industriali, ad esempio il nitruro di silicio è noto per la sua elevata resistenza meccanica alle alte temperature ed è utilizzato nell’industria automobilistica.
Gli elementi del Gruppo 14 si legano con l’idrogeno per formare diversi composti. Ad esempio, il carbonio forma una varietà di idrocarburi come alcani, cicloalcani, alcheni, alchini e benzene. Allo stesso modo, il silicio, il germanio e lo stagno formano diversi idruri, ognuno con caratteristiche e applicazioni specifiche.
In conclusione, i composti degli elementi del Gruppo 14 offrono un’ampia varietà di reazioni e proprietà che li rendono importanti sia in ambito industriale che in quello accademico.