Kumpulan karbon
| Kumpulan → | 14 |
|---|---|
| ↓ Kala | |
| 2 | 6 C |
| 3 | 14 Si |
| 4 | 32 Ge |
| 5 | 50 Sn |
| 6 | 82 Pb |
| 7 | 114 Fl |
Unsur kumpulan 14 juga dikenali sebagai kumpulan karbon merupakan kumpulan unsur kimia yang terkandung dalam lajur ke-14 (sistem IUPAC) jadual berkala unsur. Kumpulan ini juga pernah dikenali sebagai tetrels (berasal daripada perkataan Greek tetra bermaksud empat), sebagai mewakili nama lama kumpulan ini iaitu Kumpulan IVA. Kumpulan ini terdiri daripada karbon (C), silikon (Si), germanium (Ge), timah atau stanum (Sn), plumbum (Pb), dan flerovium (Fl).
Sebagai mana kumpulan unsur lain, unsur-unsur dalam kumpulan ini menunjukkan corak dalam konfigurasi elektronnya, terutamanya petala paling luar, dan seterusnya sifat kimia mereka.
| Z | Unsur | Bilangan elektron/petala |
|---|---|---|
| 6 | karbon | 2, 4 |
| 14 | silikon | 2, 8, 4 |
| 32 | germanium | 2, 8, 18, 4 |
| 50 | timah | 2, 8, 18, 18, 4 |
| 82 | plumbum | 2, 8, 18, 32, 18, 4 |
| 114 | flerovium | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 4 |
Setiap unsur dalam kumpulan ini mempunyai 4 elektron dalam petala paling luar. Orbital terakhir kesemua unsur ini ialah orbital p2. Dalam kebanyakan kes, unsur-unsur ini berkongsi elektronnya. Kecenderungan keupayaan untuk hilang elektron meningkat apabila saiz atom meningkat, iaitu apabila nombor atom meningkat. Hanya karbon sahaja yang boleh membentuk ion negatif, iaitu dalam bentuk ion karbida (C4-). Silikon dan germanium, yang kedua-duanya merupakan separa logam, masing-masing boleh membentuk ion +4. Timah dan plumbum merupakan logam manakala flerovium merupakan logam radioaktif sintetik dengan jangka hayat yang pendek. Timah dan plumbum masing-masing boleh membentuk ion +2.
Kesemua unsur ini kecuali germanium amat biasa diaplikasikan dalam kehidupan seharian sama ada dalam bentuk yang tulen atau dalam bentuk sebatian. Walau bagaimanapun, tiada satu pun unsur-unsur ini kecuali silikon ditemui dengan banyaknya dalam kerak bumi. Karbon membentuk pelbagai sebatian dalam hidupan termasuk haiwan dan tumbuhan. Mineral silikon dan silikat merupakan komponen asas dalam kerak bumi; silika (silikon dioksida) merupakan pasir.
Timah dan plumbum juga amat biasa digunakan dalam kehidupan seharian, walaupun jumlahnya yang dalam kerak bumi tidak sebanyak karbon atau silikon. Kedua-duanya wujud dalam deposit mineral yang sangat tepu, boleh diperolehi dengan mudahnya dalam bentuk logam daripada mineralnya, dan sangat berguna sebagai logam dan aloi dalam pelbagai aplikasi harian. Germanium pula biasanya dijumpai dengan kepekatan yang rendah dan bercampur dengan mineral zink dan arang. Germanium, walaupun kuantitinya sedikit, juga dianggap penting kerana sifatnya sebagai semikonduktor.
Sejarah
suntingKarbon (sebagai unsur) mula-mulanya telah ditemui oleh seorang lelaki yang mengendalikan arang dalam apinya. Kimia karbon moden bertarikh sejak perkembangan arang, petroleum, dan gas asli sebagai minyak enjin dan sejak ia diaplikasikan sebagai penjelasan kepada kimia organik sintetik. Kedua-duanya berlaku sekitar tahun 1800-an.
Silikon amorfus (silikon tanpa bentuk) pula buat pertama kalinya diperoleh dalam keadaan tulen oleh seorang ahli kimia Sweden pada tahun 1824 iaitu Jöns Jacob Berzelius; silikon yang tidak tulen telah ditemui sebelumnya pada tahun 1811. Hablur silikon buat pertama kalinya disediakan pada tahun 1854, apabila ia diperoleh sebagai hasil elektrolisis. Dalam bentuk batu pula, silikon sebenarnya merupakan sesuatu yang biasa bagi pradinasti Mesir, yang telah menggunakannya sebagai rantai manik dan pasu kecil; begitu juga dengan dinasti-dinasti lain seperti Cina. Penghasilan kaca yang mengandungi silika telah dimulakan oleh orang Mesir - sekitar tahun 1500 sebelum Masihi – dan orang-orang Semitik. Kebanyakan sebatian semula jadi yang digelar silikat telah digunakan dalam pelbagai jenis mortar (campuran simen, pasir, kapur dan air) untuk tujuan pembinaan tempat tinggal pada zaman dahulu.
Germanium pula merupakan salah satu dari 3 unsur yang telah dijangka kewujudannya oleh Dmitri Mendeleev pada tahun 1871 iaitu semasa dia membina jadual berkalanya. Hanya pada tahun 1886, germanium telah disahkan sebagai satu unsur.
Penemuan timah pula telah berlaku sejak zaman purba lagi menyebabkan tiada catatan mengenai penemuan pertamanya. Gangsa (aloi kuprum-timah) telah lama digunakan oleh masyarakat prasejarah sebelum logam timah tulen diekstrak. Gangsa adalah logam aloi yang biasa digunakan pada zaman awal Mesopotamia, Lembah Indus, Mesir, Crete, Israel, dan Peru.
Plumbum telah digunakan oleh orang Babylon sebagai pinggan untuk merekod inskripsi. Orang Rom pula telah menggunakannya sebagai batu bersurat, paip air, syiling, dan juga alat memasak; dan pada zaman Augustus Caesar, keracunan akibat plumbum telah dikesan. Sebatian yang dikenali sebagai plumbum putih telah dihasilkan sebagai bahan perhiasan pada awal 200 sebelum Masihi.