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Capítulo 22© 2005 by Pearson Education
OS ELEMENTOS DO GRUPO 14OS ELEMENTOS DO GRUPO 14
Este grupo contém um não metal (o carbono), dois semimetais (o silício e o germânio) e dois metais
(o estanho e o chumbo).
O carbono tem a química mais importante do grupo. Todos os elementos do grupo 14 apresentam o Nox
+4, mas o Nox +2 aumenta em estabilidade a medida que descemos no grupo.
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OS ELEMENTOS DO GRUPO 14OS ELEMENTOS DO GRUPO 14ELEMENTO SÍMBOLO CONFIGURAÇÃO
ELETRÔNICAESTADOS DE OXIDAÇÃO
Carbono C [He]2s22p2 IV
Silício Si [Ne]3s23p2 II IV
Germânio Ge [Ar]3d104s24p2 II IV
Estanho Sn [Kr]4d105s25p2 II IV
Chumbo Pb [Xe]4f145d106s26p2 II IV
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• Configuração eletrônica externa: ns2np2.
• As eletronegatividades são baixas.
• Os carbetos (C4-) são raros.
• O carbono é polimorfo.
• Todos os elementos do grupo, exceto o chumbo, possuem no mínimo uma fase sólida com uma estrutura do diamante.
OS ELEMENTOS DO GRUPO 14: OS ELEMENTOS DO GRUPO 14:
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• EFEITO DO PAR INERTE
• O EFEITO DO PAR INERTE CRESCE DE CIMA PARA BAIXO NO GRUPO.
• OBSERVA-SE UMA DIMINUIÇÃO NA ESTABILIDADE DO Nox +4 E UM AUMENTO DA ESTABILIDADE DO Nox +2 AO PERCORRERMOS O GRUPO DE CIMA PARA BAIXO
• O CÁTION Pb(II) É IÔNICO E ESTÁVEL ENQUANTO QUE O Pb (IV) É OXIDANTE.
Tendências Gerais do Grupo 14: C, Si, Tendências Gerais do Grupo 14: C, Si, Ge, Sn, e PbGe, Sn, e Pb
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DIFERENÇAS ENTRE O CARBONO, O SILÍCIO E OS DEMAIS ELEMENTOS DO GRUPO
Em geral o primeiro elemento difere do restante do grupo, por causa de seu menor tamanho e maior
eletronegatividade. Como resultado desses fatores, o primeiro elemento do grupo apresenta maior energia
de ionização, sendo mais covalente e menos metálico.
Tendências Gerais do Grupo 14: C, Si, Tendências Gerais do Grupo 14: C, Si, Ge, Sn, e PbGe, Sn, e Pb
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• O carbono tem número de coordenação 4, os outros membros têm números de coordenação mais altos.
• O estado de oxidação dominante para Ge, Sn e Pb é +2.
• As ligações sigma C-C são muito fortes, logo, o C tende a formar longas cadeias.
Tendências Gerais do Grupo 14: C, Si, Tendências Gerais do Grupo 14: C, Si, Ge, Sn, e PbGe, Sn, e Pb
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• O primeiro membro de um grupo pode formar ligações mais facilmente do que os membros subseqüentes.
• O Si é bem maior do que o C e o orbital 3p é bem maior do que o orbital 2p, logo, a superposição entre orbitais 3p para formar uma ligação 3p (Si-Si) é significativamente pior do que a superposicão (C-C) para formar uma ligação 2p.
Tendências Gerais do Grupo 14: C, Si, Tendências Gerais do Grupo 14: C, Si, Ge, Sn, e PbGe, Sn, e Pb
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Tendência Gerais do Grupo 14: Tendência Gerais do Grupo 14: C, Si, Ge, Sn, e PbC, Si, Ge, Sn, e Pb
As ligações pi C-C são muito fortes, enquanto as ligações pi Si-Si são fracas
Superposição mais efetiva
Superposição menos efetiva
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• Como a ligação Si-Si é bem mais fraca do que a ligação C-C, o Si tende a formar ligações .
Tendências Gerais do Grupo 14: C, Si, Tendências Gerais do Grupo 14: C, Si, Ge, Sn, e PbGe, Sn, e Pb
Ex. o dióxido de silício é um sólido e o dióxido de carbono é um gás.
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• Tendo em vista que a ligação sigma Si-O é mais forte do que a ligação sigma Si-Si, o Si tende a formar óxidos (silicatos).
TENDÊNCIAS GERAIS – GRUPO 14 TENDÊNCIAS GERAIS – GRUPO 14
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PROPRIEDADES DOS ELEMENTOS DO PROPRIEDADES DOS ELEMENTOS DO GRUPO 14GRUPO 14
141
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Raio AtômicoO raio atômico aumenta de cima para baixo no grupo.
A diferença de tamanho entre o Si e o Ge é menor do que seria de se esperar, porque o Ge possui uma camada 3d cheia, e a blindagem da carga nuclear é menos eficiente.
De modo análogo a pequena diferença de tamanho entre Sn e Pb deve-se ao preenchimento dos orbitais
4f 4f
PROPRIEDADES DOS ELEMENTOS DO PROPRIEDADES DOS ELEMENTOS DO GRUPO 14GRUPO 14
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PROPRIEDADES GERAIS DOS ELEMENTOS PROPRIEDADES GERAIS DOS ELEMENTOS DO GRUPO 14DO GRUPO 14
Energia de Ionização
As energias de ionização diminuem do carbono para o silício, e a seguir variam de forma irregular devido aos efeitos do preenchimento dos níveis “d” e “f”.
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PROPRIEDADES GERAIS DOS ELEMENTOS PROPRIEDADES GERAIS DOS ELEMENTOS DO GRUPO 14DO GRUPO 14
ENTALPIA DE LIGAÇÃOA força particular da ligação C-C contribui para o fato
de a catenação ser comum em compostos de carbono. No entanto, deve-se enfatizar que podem
estar envolvidos tanto fatores cinéticos como termodinâmicos, e qualquer discussão minuciosa de
fotores cinéticos está sujeita a complicações.
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• O carbono constitui aproximadamente 0,027 % da crosta terrestre.
• É o principal constituinte da matéria viva• Existem duas formas cristalinas elementares do
carbono:– diamante (claro, duro e forma uma rede covalente,
é um isolante elétrico, apresenta grande dispersão)– grafita (macia, preta, mole, brilho semimetálico e
– A alta condutividade elétrica)
CARBONO: FORMAS CRISTALINAS CARBONO: FORMAS CRISTALINAS ELEMENTARES ELEMENTARES
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FORMAS CRISTALINAS DO CARBONO FORMAS CRISTALINAS DO CARBONO ELEMENTAR – DIAMANTE E GRAFITEELEMENTAR – DIAMANTE E GRAFITE
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FORMAS CRISTALINAS DO CARBONO FORMAS CRISTALINAS DO CARBONO ELEMENTAR – DIAMANTE E GRAFITEELEMENTAR – DIAMANTE E GRAFITE
ESTRUTURA CÚBICA DO DIAMANTE
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O DIAMANTE É UM SÓLIDO COVALENTE QUE TEM LIGAÇÕES σ C-C , MAS NÃO
APRESENTA LIGAÇÕES π.
NO DIAMANTE CADA CARBONO USA TODOS OS 4 ELÉTRONS DE VALÊNCIA FORMANDO 4 LIGAÇÕES COVALENTES SIGMA sp3-sp3 COM 4
ÁTOMOS DE CARBONO ADJACENTES
DIAMANTEDIAMANTE
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GRAFITEGRAFITE
GRAFITE OU GRAFITA
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GRAFITEGRAFITE
GRAFITA OU GRAFITE
O GRAFITE CONSISTE DE LÂMINAS DE CARBONO BIDIMENSIONAIS EMPILHADAS
C-C =0,142nmA distância interpla-nar é 0,335nm
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NAS LÂMINAS OU CAMADAS DA GRAFITE CADA CARBONO ESTÁ LIGADO A TRÊS
OUTROS. A DISTÂNCIA DA LIGAÇÃO C-C NO DIAMANTE
É 0,154nm. A DISTÂNCIA DA LIGAÇÃO C-C NA GRAFITA 0,142nm.
A GRAFITA FORMA LIGAÇÕES σ E π
GRAFITEGRAFITE
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DENTRO DAS CAMADAS CADA ÁTOMO DE CARBONO FORMA 3 LIGAÇÕES
COVALENTES σ sp2 - sp2 COM OS 3 ÁTOMOS DE CARBONOS ADJACENTES.
O QUARTO ELÉTRON DO CARBONO VIA SUPERPOSIÇÃO LATERAL DOS ORBITAIS “p”
FORMA AS LIGAÇÕES π
GRAFITEGRAFITE
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ALÓTROPOS DA GRAFITEALÓTROPOS DA GRAFITE
Aaaaa A GRAFITE APRESENTA DUAS FORMAS CRISTALINAS DE CADEIAS CARBÔNICAS INFINITAS A GRAFITE ALFA E A GRAFITE BETA.
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– Buckminsterfulereno ou simplesmente fulerenos
(forma molecular do carbono, C60,)
– nanotubos de carbono (NTC, morfologia tubularcom dimensões nanométricas)
AGREGADOS DE CARBONOAGREGADOS DE CARBONO
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OS FULERENOS FORAM DESCOBERTOS EM 1985 POR UM GRUPO DE PESQUISADORES
LIDERADOS POR RICHARD SMALLEY E ROBERT CURL DA UNIVERSIDADE DE RICE, EM HOUSTON, E HARRY KROTO DA UNIVERSIDADE DE SUSSEX,
NA INGLATERRA.OS 3 PESQUISADORES GANHARAM O PREMIO
NOBEL EM QUÍMICA DE 1996.
FULERENOS - DESCOBERTAFULERENOS - DESCOBERTA
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OS FULERENOS SÃO ALÓTROPOS MOLECULARES DO CARBONO.
O NÚMERO DE ÁTOMOS DE CARBONO NUMA MOLÉCULA FULERÊNICA PODE VARIAR DE 60 A
MILHARES FORMANDO HEXÁGONOS E EXATAMENTE 12 PENTÁGONOS.
OS FULERENOS SÃO SÓLIDOS PRETOS E DISSOLVEM-SE EM SOLVENTES APOLARES
FULERENOSFULERENOS
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AGREGADOS DE CARBONOAGREGADOS DE CARBONO
aa
Kroto e colaboradores, sintetizaram em 1985 os fulerenos.
A molécula consiste de anéis de carbono de cinco e seismembros, e a simetria global é icosaédrica na fase gasosa.
Quando uma descarga elétrica gera faíscas entre eletrodos degrafite, em atmosfera inerte, forma-se uma grande quantidade de negro de fumo junto com uma quantidade significativa de C60
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NO CASO DO C60 CADA PENTÁGONO ESTÁ
RODEADO POR UM COLAR DE 5 HEXÁGONOS
DIFERENTEMENTE DO DIAMANTE E DA GRAFITE OS FULERENOS PODEM SER
DISSOLVIDOS EM SOLVENTES ORGÂNICOS. EX. O C60 DISSOLVE-SE EM N-HEXANO PRODUZINDO UMA SOLUÇÃO
DE COR MAGENTA.
FULERENOSFULERENOS
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Buckminsterfullereno
FULERENOS – CFULERENOS – C6060
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A NANOTECNOLOGIA É O DESENVOLVIMENTO DE MATERIAIS EM ESCALA DE TAMANHO
NANOMÉTRICO.
MATERIAIS EM ESCALA NANOMÉTRICA EXIBEM PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICAS
DIFERENTES DE MATERIAIS VOLUMOSOS.
QUANDO OS NANOTUBOS SÃO FORMADOS COM PERFEIÇÃO, CONDUZEM CORRENTE ELÉTRICA
COMO UM METAL
NANOTUBOS DE CARBONONANOTUBOS DE CARBONO
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AGREGADOS DO CARBONOAGREGADOS DO CARBONO
NANOFITA DE GRAFENO Formada por uma única folha plana de anéis hexagonais. A nanofita é mantida por um sistema sigma e um sistema pi conjugado.
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Descobertos em 1991 por Sumio Iijima
NANOTUBOS DE CARBONO NANOTUBOS DE CARBONO
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Os nanotubos são essencialmente tiras pequenas de folhas de grafite, enroladas na forma de tubos e
fechadas com meio fulereno em cada extremidade.
Podem ser produzidos pelos aquecimento da grafite em uma atmosfera inerte sob condições patenteadas.
Nesse caso aquece-se a grafite até cerca de 1200°C
NANOTUBOS DE CARBONO NANOTUBOS DE CARBONO
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NANOTUBOS DE CARBONO
NANOTUBOS DE CARBONO NANOTUBOS DE CARBONO
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– Negro de Fumo
– CH4(g) + O2(g) C(s) + 2H2O(g):– usado como um pigmento em tintas pretas e
pneus de automóveis; o negro de fumo corresponde a fuligem formada pela combustão incompleta de hidrocarbonetos.
FORMAS MICROCRISTALINAS E AMORFAS DE CARBONO
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Carvão vegetal (formado pelo aquecimento da madeira na ausência de ar):
Carvão ativado é usado para a remoção de odores e impurezas do ar e da água, obtido pela desidratação
Química de pó de madeira com H3PO4.
Coque (formado pelo aquecimento de carvão na ausência de ar): usado como um agente
de redução.
FORMAS MICROCRISTALINAS E FORMAS MICROCRISTALINAS E AMORFAS DE CARBONOAMORFAS DE CARBONO
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Fibras de Carbono
As fibras de carbono podem ser preparadas pela pirólise controlada de fibras asfálticas ou fibras
sintéticas.
As fibras de carbono garantem resistência aos materiais poliméricos.
FORMAS MICROCRISTALINAS E FORMAS MICROCRISTALINAS E AMORFAS DE CARBONOAMORFAS DE CARBONO
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FORMAS MICROCRISTALINAS E FORMAS MICROCRISTALINAS E AMORFAS DE CARBONOAMORFAS DE CARBONO
FIBRAS DE CARBONODegradação térmica de polímeros, por aquecimento a 300 e depois a 1000ºC
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Óxidos de Carbono
• O carbono forma os óxidos CO , CO2 e um óxido raro C3O2
• CO é muito tóxico (se liga irreversivelmente ao Fe na hemoglobina, provocando parada respiratória).
• O CO também tem um par solitário no C, o que não é comum.
CarbonoCarbono
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Óxidos de Carbono
• O CO é uma boa base de Lewis (por exemplo, o Ni(CO)4 forma-se facilmente quando o Ni é aquecido em CO).
• O CO pode ser usado como um combustível (por exemplo, 2CO(g) + O2(g) 2CO2(g), H = -566 kJ).
CarbonoCarbono
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Óxidos de Carbono• O CO é um bom agente redutor (por exemplo,• Fe3O4(s) + 4CO(g) 3Fe(s) + 4CO2(g)).
• O CO2 é produzido quando compostos orgânicos são queimados em oxigênio:
C(s) + O2(g) CO2(g)
CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l)
C2H5OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(l)
• O CO2 é produzido pelo tratamento de carbonatos com ácido.
CarbonoCarbono
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Óxidos de Carbono
• A fermentação do açúcar para produzir álcool também produz CO2:
C6H12O6(aq) 2C2H5OH(aq) + 2CO2(g)
• Sob pressão atmosférica, o CO2 condensa-se para formar CO2(s) ou gelo seco.
CarbonoCarbono
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Óxidos de Carbono
• O CO2 é usado como gelo seco (refrigeração), carbonação de bebidas, soda (Na2CO3.10H2O) e bicarbonato de sódio (NaHCO3.10H2O).
• Um emprego importante do dióxido de carbono na atualidade é como fluido supercrítico.
CarbonoCarbono
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ÓXIDOS DE CARBONO ÓXIDOS DE CARBONO
C3O2 – Um óxido raro
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OXOCARBONOSOXOCARBONOS
Oxocarbonos: Compostos de fórmula geral [CnOn] 2- Onde n varia de 3 a 6
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• Quando o CO2 se dissolve em água (moderadamente solúvel), forma-se ácido carbônico:
CO2(aq) + H2O(l) H2CO3(aq)
• O ácido carbônico é responsável por fornecer às bebidas carbonadas um acentuado gosto ácido.
ÁCIDO CARBÔNICO E CARBONATOSÁCIDO CARBÔNICO E CARBONATOS
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• A neutralização parcial do H2CO3 produz hidrogeno carbonatos (bicarbonatos), e a neutralização completa produz carbonatos.
• Muitos minerais contêm CO32-.
ÁCIDO CARBÔNICO E CARBONATOSÁCIDO CARBÔNICO E CARBONATOS
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• A temperaturas elevadas o CaCO3 decompõe-se:
CaCO3(s) CaO(s) + 2CO2(g)
• Essa reação é a fonte comercial de cal, CaO.• O CaO reage com água e com o CO2 para formar o CaCO3,
que liga a areia na argamassa:CaO(s) + H2O(l) Ca2+(aq) + 2OH-(aq)
Ca2+(aq) + 2OH-(aq) + CO2(aq) CaCO3(s) + H2O(l)
ÁCIDO CARBÔNICO E CARBONATOSÁCIDO CARBÔNICO E CARBONATOS
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• Os carbetos são compostos binários entre C e metais, metalóides e determinados não-metais.
• Três tipos de carbetos:– iônico (formado por metais ativos, por exemplo,
CaC2),– intersticial (formado por metais de transição, por
exemplo, carbeto de tungstênio) e– covalente (formado por B e Si, por exemplo, SiC).
CARBETOSCARBETOS
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• A química inorgânica é o estudo dos compostos dos elementos diferentes do Carbono.
• Dois compostos inorgânicos de carbono interessantes são HCN e CS2.
• O HCN (cianeto de hidrogênio) é um gás extremamente tóxico.
• O HCN é produzido pela reação de um sal, por exemplo, NaCN, com ácido.
• Os cianetos são usados na fabricação de plásticos como o náilon e o Orlon.
OUTROS COMPOSTOS INORGÂNICOS OUTROS COMPOSTOS INORGÂNICOS DE CARBONODE CARBONO
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• O CS2 é um importante solvente para ceras e graxas.
• O vapor de CS2 é muito tóxico.
OUTROS COMPOSTOS INORGÂNICOS OUTROS COMPOSTOS INORGÂNICOS DE CARBONODE CARBONO
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Ocorrência e Preparação do Silício
• Toróides de Si são cortadas de cristais cilíndricos de Si.
• O silício tem muitos usos importantes na indústria eletrônica.
• O Si é o segundo elemento mais abundante na crosta• terrestre.
Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Ocorrência e Preparação do Silício
• O Si elementar é preparado pela redução do SiO2:
SiO2(l) + 2C(s) Si(l) + 2CO(g)
• O Si é um semicondutor e, deste modo, deve ser extremamente puro.
Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Ocorrência e Preparação do Silício
• Para purificar, converte-se o Si impuro em SiCl4 (com Cl2). A seguir destila-se. Depois reduz-se o SiCl4 (com H2) em Si puro:
SiCl4(g) + 2H2(g) Si(s) + 4HCl(g)
• O Si é então adicionalmente purificado pelo processo de refino por zona.
Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Ocorrência e Preparação do Silício
• O refino por zona é usado para produzir Si ultrapuro.
• O cristal de silício é colocado dentro de um tubo sob atmosfera inerte.
• Uma espiral de aquecimento é lentamente movida para baixo.
Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Ocorrência e Preparação do Silício
• À medida que a espiral derrete o Si, quaisquer impurezas se dissolvem e descem com a movimentação da espiral de aquecimento.
• No final do processo, a porção de Si contendo todas as impurezas é arrancada e descartada.
• O cristal restante é ultrapuro.
Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Silicatos
• 90 % da crosta terrestre é constituída de compostos de Si e O.
• Os silicatos são compostos onde o Si tem quatro átomos de O circundados em um arranjo tetraédrico.
Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Silicatos
• O estado de oxidação do Si é +4.
• Outros minerais, como o zircônio, ZrO4, têm uma estrutura similar.
• O tetraedro de silicato são unidades básicas para estruturas mais complicadas.
Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
Silicatos• Se dois SiO4
2- se ligam, um átomo de O é compartilhado.
• Esta estrutura é o íon disilicato, Si2O7
6-.
• Para se determinar a carga no íon, precisamos olhar os estados de oxidação (+4 para o Si e -2 para o O): {[2(+4)] +[7(-2]} = -6.
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Silicatos
• Tanto a thorveitita (Sc2Si2O7) como a hardistonita Ca2Zn(Si2O7) contêm íons dissilicato.
• Muitos tetraedros de silicato podem se ligar para formar chapas, cadeias ou estruturas em 3D.
Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Silicatos
• Considere uma estrutura com dois vértices ligados a dois outros tetraedros:
– uma cadeia simples de fios de silicato pode se formar com uma unidade de Si2O6
4- que se repete. Exemplo: enstatito (MgSiO3).
Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Silicatos• Considere uma estrutura com dois vértices ligados a
outros três tetraedros:– resulta em uma chapa bidimensional.– resulta em talco mineral.– (talco, Mg3(Si2O5)2(OH)2).– os asbestos formam cadeias ou chapas de
silicatos.
Outros elementos do grupo 14: Si, Ge, Outros elementos do grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Silicatos– as chapas em asbestos são formadas em rolos.
– os rolos tornam os asbestos fibrosos.
– as fibras podem ser tecidas em pano (roupas à prova de fogo).
• O silicato tridimensional forma o quartzo.
Outros elementos do grupo 14: Si, Ge, Outros elementos do grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Silicatos
Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Vidro
• Vidros são o resultado que se obtém quando silicatos são aquecidos (as ligações Si-O são quebradas) e depois resfriados rapidamente (as ligações Si-O são formadas outra vez antes que os átomos sejam capazes de se organizarem em um arranjo ordenado).
• São usados aditivos para reduzir o ponto de fusão do SiO2.
Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Vidro
• O vidro em janelas e garrafas é chamado vidro de soda-cal (CaO e Na2O são usados como aditivos).
• O CaO e o Na2O formam calcário (CaCO3) e cinza de soda (Na2CO3) quando aquecidos.
Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Vidro
• As propriedades dos vidros são alteradas por aditivos:CoO produz vidro de cobalto azul,K2O produz um vidro mais resistente do que Na2O,
PbO produz vidro de cristal de chumbo (alto índice de refração) B2O3 é usado em vidros como Pyrex e Kimax.
Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Silicones• Os silicones consistem em cadeias de ligações
O-Si-O nas quais as posições restantes em cada silício são ocupadas por grupos orgânicos como CH3
• Os silicones podem ser materiais parecidos com óleo ou borracha, dependendo do comprimento da cadeia e do grau de ligação cruzadas entre as cadeias.
Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
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Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Outros Elementos do Grupo 14: Si, Ge, Sn, e PbSn, e Pb
Silicones
• Os silicones são usados em lubrificantes, ceras de polimento de carros, lacradores, calafetagem e para a fabricação de tecidos à prova d’água.
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O CARBONO ELEMENTAR SOB A FORMA DE GRAFITE E DIAMANTE É ENCONTRADO EM MINAS.
O COQUE É FORMADO PELA PIRÓLISE DO CARVÃO.
NEGRO DE FUMO É PRODUTO DA COMBUSTÃO INCOMPLETA DE HIDROCARBONETOS.
CH4(g) + O2(g) C(s) + 2H2O(g)
OBTENÇÃOOBTENÇÃO
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SILÍCIO ELEMENTAR É RECUPERADO DE SiO2 PELA REDUÇÃO EM ARCO DE CARBONO
SiO2 + 2C → Si + 2CO
GERMÂNIO É OBTIDO NO PROCESSAMENTO DE MINÉRIOS DE ZINCO.
OBTENÇÃOOBTENÇÃO
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O ESTANHO É OBTIDO POR REDUÇÃO DO MINERAL CASSITERITA SnO2 COM COQUE EM UM FORNO ELÉTRICO.
SnO2(s) + 2C(s) → Sn (l) + 2CO(g)
O CHUMBO É OBTIDO A PARTIR DE SEUS MINÉRIOS DE SULFETOS, QUE SÃO CONVERTIDOS A ÓXIDO SEGUIDO DE
UMA AUTO-REDUÇÃO DA MISTURA
OBTENÇÃOOBTENÇÃO
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2PbS(s) + 3O2 (g) → 2PbO(s) + 2SO2(g)
PARTE DO PbS É CONVERTIDO A SULFATO DE CHUMBO NESSE PROCESSO
PbS(s) + 2O2 (g) → PbSO4(s)
A mistura de produtos (PbO e PbSO4) é então adicionado mais PbS e novamente aquecida na ausência de arPbS(s) + 2PbO(s) → 3Pb(l) + SO2 (g)
PbS(s) + PbSO4(s) → 2Pb(l) + 2SO2 (g)
OBTENÇÃOOBTENÇÃO
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O DIAMANTE É O MELHOR ABRASIVO
O DIAMANTE É UMA DAS PEDRAS PRECIOSAS MAIS APRECIADAS
O GRAFITE É USADO COMO LUBRIFICANTE SÓLIDO
O NEGRO DE FUMO É USADO EM GRANDE ESCALA COMO PIGMENTO EM TINTA DE IMPRESSORA E COMO
ENCHIMENTO EM ARTIGOS DE BORRACHA INCLUINDO PNEUS DE AUTOMÓVEIS
USOSUSOS
Capítulo 22© 2005 by Pearson Education
O CARBONO ATIVADO É UM ADSORVENTE PARA MOLÉCULAS MUITO EFICIENTE, INCLUINDO POLUENTES
ORGÂNICOS DA ÁGUA DE BEBER, GASES NOCIVOS NO AR, E IMPUREZAS DE MISTURAS DE REAÇÕES.
AS FIBRAS DE CARBONO SÃO INCORPORADAS EM VARIEDADE DE PRODUTOS PLÁSTICOS DE ALTA
RESISTÊNCIA, COMO RAQUETE DE TÊNIS E COMPONENTES DE AERONAVES
USOSUSOS
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O ESTANHO É USADO COMO FOLHA DE FLANDRES- CHAPAS DE AÇO COBERTAS DE ESTANHO –
O Sn É TAMBÉM UTILIZADO COM OUTROS METAIS PARA CONSTRUÇÃO DE MANCAIS EM DISPOSITIVOS MECÂNICOS
E EM LIGAS POR EXEMPLO COM O COBRE (BRONZE)
O EMPREGO PRINCIPAL DO CHUMBO CONSISTE NA FABRICAÇÃO DE BATERIAS DE CHUMBO
O CHUMBO É APROVEITÁVEL EM VÁRIAS LIGAS E NUMA TINTA RESISTENTE À CORROSÃO, O ZARCÃO QUE CONTÉM Pb3O4.
USOSUSOS