Na Tabela Periódica, os elementos químicos estão dispostos em ordem crescente de número atômico, o que faz com que eles estejam posicionados em colunas horizontais (períodos) e colunas verticais (famílias).
A Tabela Periódica apresenta sete colunas horizontais, portanto, sete períodos, que indicam a quantidade de níveis que um átomo de um elemento apresenta. Isso quer dizer que, quanto maior o número do período do elemento, maior será a quantidade de níveis que cada um dos átomos do elemento apresenta. Se um determinado elemento está posicionado no 5o Período da Tabela Periódica, por exemplo, quer dizer que cada um de seus átomos apresenta cinco níveis eletrônicos ou cinco camadas eletrônicas. Veja alguns exemplos:
- Na (terceiro período)= seus átomos apresentam três níveis;
- Po (sexto período) = seus átomos apresentam seis níveis;
- H (primeiro período) = seus átomos apresentam um nível;
- Cu (quarto período) = seus átomos apresentam quatro níveis.
As colunas verticais, que são em número de 18, são denominadas de famílias. A Tabela apresenta 18 colunas, que formam apenas 16 famílias divididas em oito do tipo A e oito do tipo B.
Representação das 18 colunas verticais da Tabela Periódica
As famílias A são formadas pelas duas primeiras e pelas seis últimas colunas verticais da Tabela. Sendo assim, cada uma das colunas recebe a seguinte indicação:
- coluna 1 = Família IA (com exceção do Hidrogenio-quadrado azul na tabela)
- coluna 2 = Família IIA
- coluna 13 = Família IIIA
- coluna 14 = Família IVA
- coluna 15 = Família VA
- coluna 16 = Família VIA
- coluna 17 = Família VIIA
- coluna 18 = Família VIIIA
Representação das famílias “A” da Tabela Periódica
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Já as famílias B são compostas pelas colunas de 3 a 12. É importante observar que temos um total de 10 colunas que formam as famílias B. Por que então só consideramos oito famílias? Os elementos químicos que compõem as colunas 8 (coluna do ferro), 9 (coluna do cobalto) e 10 (coluna do níquel) apresentam características semelhantes e, por isso, consideramos essas três colunas como sendo uma única família. Sendo assim, cada uma das colunas recebe a seguinte indicação:
- coluna 3 = Família IIIB
- coluna 4 = Família IVB
- coluna 5 = Família VB
- coluna 6 = Família VIB
- coluna 7 = Família VIIB
- coluna 8, 9 e 10 = Família VIIIB
- coluna 11 = Família IB
- coluna 12 = Família IIB
Representação das Famílias B da Tabela Periódica
Observação: As duas colunas horizontais localizadas do lado de fora da Tabela Periódica pertencem, respectivamente, ao sexto e sétimo períodos da família IIIB. Elas foram posicionadas assim para não descaracterizarem a tabela, já que cada uma delas apresenta 15 elementos diferentes.
Representação do sexto e sétimo períodos da família IIIB
A família do carbono, grupo 14 ou família IVA, é a décima quarta coluna vertical da tabela periódica dos elementos químicos e possui os seguintes representantes:
Carbono (C), número atômico 6;
Silício (Si), número atômico 14;
Germânio (Ge), número atômico 32;
Estanho (Sn), número atômico 50;
Chumbo (Pb), número atômico 82;
Fleróvio (Fl), número atômico 114;
Por tratar-se de uma das famílias A, a família do carbono apresenta apenas elementos denominados representativos, nome que é dado a qualquer elemento químico pertencente à família A.
Distribuição eletrônica
Na distribuição eletrônica de todos os elementos da família do carbono, podemos observar que a camada de valência sempre apresenta os subníveis s e p com dois elétrons, ou seja, possui um total de quatro elétrons.
Carbono
Distribuição eletrônica do carbono
Silício
Distribuição eletrônica do silício
Germânio
Distribuição eletrônica do germânio
Estanho
Distribuição eletrônica do estanho
Chumbo
Distribuição eletrônica do chumbo
Fleróvio
Distribuição eletrônica do fleróvio
Propriedades gerais
A família do carbono apresenta um total de dois elementos ametais, que são o carbono e o silício;
O germânio é considerado um elemento semimetálico, porém com características mais próximas dos ametais;
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Os elementos estanho, chumbo e fleróvio são metais;
Os ametais apresentam maior caráter eletronegativo quando comparados com elementos à esquerda da tabela periódica, ou seja, elementos das famílias IA, IIA, IIIA, e B;
Os metais apresentam maior caráter eletropositivo quando comparados com os elementos das famílias VA, VIA, VIIA e VIIIA;
O fleróvio é elemento radioativo e artificial (transurânico). Os outros elementos da família do carbono são naturais e não radioativos;
Caraterísticas atômicas
Os átomos dos elementos da família do carbono possuem as seguintes características atômicas:
Apresentam o subnível p como o mais energético, sempre com dois elétrons;
O subnível mais externo também é o p;
Possuem dois orbitais do subnível incompleto;
O número de níveis de energia variam de dois a sete;
O fleróvio é o elemento de maior raio atômico, maior eletropositividade e maior caráter metálico;
O carbono é o elemento mais eletronegativo, de maior afinidade eletrônica, maior energia de ionização e maior caráter ametálico;
Utilizações dos elementos da família do carbono
Alguns exemplos de aplicações dos elementos da família do carbono:
Carbono: utilizado na produção do aço e de sistemas de filtração, etc;
Silício: utilizado como semicondutor em peças eletrônicas, na composição do vidro, da cerâmica, produtos de silicone, etc;
Germânio: utilizado na produção de fibra óptica e lentes para microscópios, etc;
Estanho: utilizado em soldas, na formação de ligas metálicas e na proteção de metais contra a corrosão;
Chumbo: utilizado na proteção contra raios X, produção de baterias, etc.