Konfigurasi elektron6C= [He]2 2s2 2p214Si= [Ne]10 3s2 3p232Ge= [Ar]18 3d10 4s2 4p250Sn= [Kr]36 4d10 5s2 5p282Pb= [Xe]54 4f14 5d10 6s2 6p2

karbon

PropertyCSiGeSnPbb.p (oC)m.p (oC)biloksENKarakter logam48303727 +42,5nonlogam26801410+41,8semi-logam2830937,5+2, +42,0semi-logam2270231,8+2, +41,9 logam1725327,4+2, +42,3logam

Karbon merupakan unsur penting senyawa organik, sedangkan silikon merupakan unsur pokok senyawa anorganik

Karbon adalah satu-satunya unsur yang terdapat dalam keadaan bebas sebagai intan, grafit, dan batubara. Graphite is the more stable. Diamond is definitely nonmetallic, but graphite has properties on the borderline between a semimetal and a metal.

Dalam keadaan terikat hidrokarbon, karbohidrat, karbondioksida di atmosfer.

grafitdiamond

Allotropes of Group 14 Elements The group 14 elements have modifications that differ substantially in their physical properties

ElementModificationm. p. [oC]C.N.Density [g/cm3]Properties, StructureCGraphite410032.266metallic conductor (within the planes) and semiconductor (perpendicular to the planes)CDiamond410043.514insulatorCC60T3TinsulatorSione modification. only142042.336semiconductor, diamond latticeGeone modification. only94545.323semiconductor, diamond lattice,Sn"white tin"23267.265metal, complex structureSn"gray tin"T45.769semiconductor, diamond lattice,PbT327T11.34metal, complex structure

Giant StructuresIn diamond each carbon atom is covalently bonded to 4 other carbon atoms. Since covalent bonds are (usually) very difficult to break this makes diamond very hard with a high melting point. Silicon and Germanium the next two elements in the group also have the same structure as diamond, whilst at room temperature Tin and lead have metallic structures.

diamond

Unsur gol. IVA mampu membentuk senyawa katenasi, yaitu membentuk rantai dengan atom-atom lain yang sama (rantai M-M). Semakin besar nomor atom, sifat katensi menurun. Kecenderungan ini berhubungan dengan besarnya energi ikatan M-M. Semakin besar energi ikatan M-M, semakin besar ketidakstabilan ikatan M-M sehingga semakin besar kecenderungan atom M untuk berkatenasi. Energi ikatan :C-C = 348 KJ/molSi-Si = 222 KJ/molGe-Ge = 167 KJ/molSn-Sn = 155KJ/molIkatan C-C paling tdk stabilkecenderungan katenasi paling besar.Semakin panjang rantai C-C, ikatan C-C semakin stabil

The ability of an element to catenate is primarily based on the bond energy of the element to itself. This ability is also influenced by a range of steric and electronic factors, including the electronegativity of the element in question, the molecular orbital hybridization and the ability to form different kinds of covalent bonds.

For example, carbon has the ability to form both sigma and pi bonds to itself. This is due to an overlap between pi-electron orbitals, allowing electron density to be shared and thus stabilising the bond. Silicon, on the other hand, has negligible overlap between pi-orbitals, and thus tends to not form pi-bonds by preference. As a result, silicon has a relatively poor capacity for catenation.

Semua unsur, kecuali karbon, bereaksi dengan basa menghasilkan gas H2

Si + 2NaOH + H2ONa2SiO3 + 2H2Ge + 2NaOH + H2O Na2GeO3 + 2H2Sn + 2NaOH + H2ONa2SnO3 + 2H2Pb + 2NaOHNa2PbO2 + H2

Persenyawaan KimiaPembentukan oksidaPembentukan hidridaPembentukan halidaPembentukan Asam-asam oksi

The reactions of the elementsHydrogen C(s) + 2H2(g) CH4(g) and other hydrocarbonsOxygen E(s) + O2(g) EO2(g,s) E= C, Si, Ge Sn 2Pb(s) + O2 (g) 2PbO(s) Halogen E(s) + 2X2(g,l,s) EX4(g,l,s) E=C,Si,Ge,Sn Pb(s) + X2(g,l,s) PbX2(s) Acid E(s) + 2H3O+(aq) ) E2+(aq) +2H2O(l)+H2(g) E = Sn , PbBase E(s) + 2H2O(l) + 2OH-(aq) E(OH)42- + H2(g) E = Sn, Pb

Senyawa Oksida Gol IVAOksida yang dibentuk oleh unsur-unsur gol IV :1. monooksida, MO (M = C, Si, Ge, Sn, Pb)~ Kecuali SiO dan GeO, semua monoksida tersebut stabil.~ CO netral, GeO bersifat basa, sedangkan SnO dan PbO amfoter 2. dioksida, MO2 (M= C, Si, Ge, Sn, Pb)~ karakter asam menurun dari atas ke bawah CO2 dan SiO2 bersifat asam, GeO2, SnO2, dan PbO2 amfoter. ~ Jika dilarutkan dalam basa, menghasilkan karbonat CO32-, silikat SiO32-, germanat GeO32-, stannat SnO32-, dan metaplumbat PbO32-MO2 + 2NaOH Na2MO3 + H2O MO2 + 2OH- MO32- + H2O3. suboksida (C3O2 dan Pb2O)4. oksida lain sesquioksida (Pb2O3) dan Pb3O4)

COC3O2Isomer CO3

Silica is the basic raw material of the glass, ceramics, and refractory materials industries.Glass is the term for a molten material that, when cooled, does not crystallize but simply ceases to flow.Borosilicate glass, perhaps best known by the trade name Pyrex, is extensively used for laboratory glassware and ovenware.Some new ceramic materials have specially designed electrical, magnetic, or optical properties.In the solgel process of ceramic production, the particle size of solid particles is carefully controlled by forming them as a colloidal dispersion (sol). The sol is then converted to a rigid gel.Silica, SiO2

Structure of Silica, SiO2

Silicate anions are often quite complex, but most have as a basic structural unit a tetrahedron with a Si atom at the center and O atoms at the four corners, SiO44.In silicate minerals, SiO44 tetrahedral are arranged in a variety of ways, leading to a host of mineral forms.Bonding between silicate anions can produce long chains, double chains, two-dimensional sheets, and three-dimensional arrays.Silicate Minerals

SilicatesThe silicate anion, SiO44 can form regular two-dimensional sheets as it does in the mineral muscovite mica.

Senyawa Hidrida Gol IVA semua unsur gol IVA membentuk hidrida kovalen jenis MH4 (tetrahidrida) tapi jumlah dan kemudahan terbentuknya menurun dari C ke Pb sesuai dengan menurunnya kecenderungan untuk katenasi.

Sifat MH4 (tetrahidrida):semua tetrahidrida berbentuk gas. Volatilitasnya menurun dengan meningkatnya no atom dari atom pusat

Stabilitas termalDengan meningkatnya ukuran atom pusat dari C ke Pb, panjang ikatan M-H dalam MH4 juga meningkat dari C-H ke Pb-H, sehingga stabilitas termal menurun. Kondisi ini juga berdasarkan kenyataan bahwa temperatur dekomposisi hidrida-hidrida tersebut menurun dari CH4 ke PbH4. PbH4 sangat tidak stabil.

Stabilitas terhadap airCH4 > GeH4 > SnH4> SiH4

titik leleh dan titik didiht.l (oC) CH4=-182,7; SiH4 = -185; GeH4 =165; SnH4=-150t.d (oC) CH4=-161,3; SiH4 = -111,9; GeH4 = 88,1; SnH4=-53; PbH4 = -13

~ Silikon membentuk beberapa hidrida yang disebut silan, (SinH2n+2, n sampai 7). Hidrida tsb mempunyai struktur seperti alkana. Hidrida yang penting siliko-metana, SiH4 (silan), siliko-etana Si2H6 (disilan), siliko-propana Si3H8 (trisilan)

Silane = SiH4Disilane = Si2H6Trisilane = Si3H8The silanes are thermally unstable; they also burst into flame in air, as do boranes.Other atoms, such as halides and organic groups, can easily be substituted for H in silanes.Dimethylsilanol, (CH3)2Si(OH)2, is a starting material for the production of a class of polymers called silicones.Organosilicon Compounds

Senyawa halida Gol IVA~ Unsur gol ini dapat membentuk dihalida dan tetrahalida.~ dihalida Ge, Sn dan Pb kurang volatil dibandingkan tetrahalidanya. ~ Stabilitas dihalida meningkat dari Ge ke Pb. ~ Ge2 dan Sn merupakan agen pereduksi.~ ion Sn2+, Sn4+, Pb2+ dan Pb4+ dapat membentuk anion kompleks halida seperti SnCl42-, SnCl62-, PbCl3- dan PbX62- (X=F,Cl)

Sifat-sifat tetrahalida :Stabilitas termal menurun dari CX4 ke PbX4 dan dari F ke I, sehingga CF4 adalah yang paling stabil dan inert.Pembentukan MX4.2D (D=molekul donor). Tetrahalida karbon, CX4, tidak dapat membentuk senyawa lain tsb, tapi tetrahalida yang lain dapat.CX4 tidak dapat terhidolisis oleh air dalam kondisi biasa, sedangkan MX4 yang lain mudah terhidrolisis. Kemudahan terhidrolisis oleh air, menurun dari Si ke Sn seiring dengan meningkatnya karakter logam MCX4 tidak berkelakuan sebagai asam lewis, sedangkan MX4 yang lain dapat bertindak sebagai asam lewis

Properties of HalidesHalides of carbon CX4 are stable to hydrolysis but the halides of the rest undergo hydrolysis e.g. SiCl4(l)+ 2H2O(l) 4HCl(aq) + SnO2xH2O(s)The lower halides become more stable as you go down the group so PbX2 is found for the lead halides.

Asam-asam oksiC membentuk H2CO3. Si membentuk H4SiO4 dan H2SiO3. H4SiO4 merupakan endapan gelatin ketika SiF4 atau SiCl4 dimasukkan dalam air, sedangkan H2SiO3 merupakan endapan gelatin yang terbentuk ketika HCl ditambahkan pada larutan alkali-silikat pekat.3SiF4 + 4H2OH4SiO4 + 2H2SiF6Na2SiO3 + 2HCl 2NaCl + H2SiO3Ge membentuk H2GeO3Sn membentuk -asam stannat H2SnO3 dan -asam stannat atau meta-asam stannat H2Sn5O11.4H2O.Pb membentuk meta-asam plumbat, H2PbO2.

Perbedaan antara C dan Si dengan unsur lain gol IVAKonfigurasi elektronC dan Si mempunyai 2 dan 8 elekton dalam lintasan sebelum lintasan terakhir (konfig. gas inert), sedang unsur lain 18 elektron

C dan Si bersifat nonlogam

biloks C dan Si hanya +4, sedang yang lain +2 dan +4

katenasi C dan Si kecenderungan berkatenasi tinggi, sedang unsur yang lain rendah

Sifat dioksida CO2 dan SiO2 bersifat asam, GeO2, SnO2, dan PbO2 amfoter.

Perilaku berbeda C dari unsur lain dalam 1 gol :Karbon bersifat keras, sedang unsur lain lunak

t.l dan t.d lebih besar dari unsur dibawahnya

CX4 (misalnya CCl4) tidak dapat terhidolisis oleh air dalam kondisi biasa, sedangkan MX4 yang lain mudah terhidrolisis.

CF4 tidak dapat membentuk ion kompleks CF62-, sedangkan SiF4 dapat membentuk SiF62-

CX4, tidak dapat membentuk senyawa lain MX4.2D, seperti CCl4.2H2O, CCl4.2NH3 tp tetrahalida yang lain dapat seperti SiCl4.2H2O, SiCl4.2NH3.

C menunjukkan kovalensi 4, sedang unsur lain > 4

CO2 pada temperatur kamar berbentuk gas sedang dioksida yang lain berupa padatan kristal

C mempunyai kecenderungan katenasi yang tinggi, sedangkan unsur lain kecenderungannya rendah

C mempunyai kecenderungan tinggi untuk membentuk ikatan rangkap dg atom yang berbeda, seperti N dan O, sedangkan unsur lain rendah