Caracterizarea Bioanorganica a Grupei a IV-a din Sistemul Periodic

CARACTERIZAREA BIOANORGANICA A GRUPEI A IV-A DIN SISTEMUL PERIODIC

NOTIUNI GENERALE

Sistemul periodic al elementelor, numit si tabelul periodic al lui Mendeleev, cuprinde intr-o forma tabulara elementele chimice ordonate in functie de proprietatile fizice si chimice ale acestora.Acest sistem periodic este intr-o continua schimbare fiind influentat de noile descoperiri atat pe cale naturala cat si pe cale artificiala.Clasificarea initiala a elementelor cunoscute in metale si nemetale a condus mai departe la diferentieri in functie de reactivitate. S-a observat ca unele elemente au proprietati intermediare intre metale si nemetale, acestea primind denumirea de metaloizi.

In 1828, J.W. Döbereiner a remarcat ca la unele elemente exista aceeasi diferenta intre greutatea lor atomica (termenul actual utilizat este masa atomica relativa) atunci cind sunt aranjate in grupe de cite trei. De exemplu, a observat aceeasi diferenta intre greutatea atomica a elementelor clor - brom si brom - iod. Pe aceeasi baza a gasit si alte grupari asemanatoare care au devenit cunoscute sub denumirea de "triadele lui Döbereiner".

John Newlands a aratat in 1864 ca aceste clasificari sunt parte integranta dintr-o schema mai generala. Newlands a grupat elementele pe linie in ordinea masei lor atomice si atunci cind a observat aparitia unor elemente cu proprietati similare la intervale regulate, a regrupat elementele si in in coloane:

Newlands a observat ca proprietatile primelor sapte elemente reapar si la urmatoarele sapte, astfel incit primul si al optulea, al doilea si al noulea si asa mai departe, apartin aceluiasi grup sau familii. El a numit acest fenomen "legea octavelor". Gazele nobile care nu fusesera descoperite pina in anul 1890, si-au gasit locul in aceasta schema la sfirsitul fiecarei linii. Aceasta teorie nu a fost luata in serios la acea vreme mai mult datorita alegerii termenului muzical de "octava" de catre Newlands.

Ideile lui Newlands au fost dezvoltate si reformulate mai clar de catre chimistul rus Dmitry Mendeleyev. Mendeleyev a formulat legea periodicitatii care se bazeaza pe ipoteza ca proprietatile elementelor sunt intr-o dependenta periodica in functie de masele lor atomice. El a aranjat elementele intr-un tabel, lasind spatii libere acolo unde nu existau elemente cunoscute cu masa atomica sau proprietati fizice si chimice corespunzatoare pozitiei respective.

Primele opt elemente dupa hidrogen si heliu sunt litiu, beriliu, bor, carbon, nitrogen, oxigen, fluor si neon (neonul inca nu fusese descoperit la vremea aceea). Aceste elemente au fost grupate de catre Mendeleyev pentru a forma prima linie sau perioada din tabelul periodic. Celelalte elemente cunoscute au fost aranjate sub aceasta prima linie in ordinea masei lor atomice astfel incit sa rezulte un tabel in care elementele de pe coloane prezinta proprietati similare.

Mendeleyev a aranjat de asemenea si elementele pe care le cunoastem astazi sub denumirea de metale tranzitorii in perioade mai lungi astfel incit sa nu se regaseasca in tabel in regiunea ocupata de nemetale.Decizia lui Mendeleyev de a lasa anumite locuri libere in tabel a fost confirmata ulterior prin descoperirea de elemente ale caror proprietati fusesera astfel anticipate. De exemplu, el a prognozat descoperirea unui element pe care l-a numit eka-aluminiu si ale carui proprietati le-a intuit printr-un studiu al tendintelor si similitudinilor dintre elementele din tabelul sau. Patru ani mai tirziu a fost descoperit galiu ale carui proprietati corespundeau pe deplin cu cele prognozate de catre Mendeleyev.

Tabelul periodic al elementelor este instrumentul cel mai valoros in studiul chimiei anorganice. A ajutat la estimarea masei atomice relative reale a elementelor si la descoperirea de noi elemente. Un studiu mai riguros al sistemului periodic bazat pe masa atomica scoate insa in evidenta si o serie de anomalii; de exemplu, argonul si potasiul, iodul si telluriumul, cobaltul si nichelul, judecind dupa proprietatile lor, ar trebui sa fie plasate incorect in functie de masele lor atomice.

CARACTERE GENERALE ALE ELEMENTELOR DIN GRUPA a IVa PRINCIPALA

Element Simbol Numar atomic Z Invelisul de electroni P.t. P.f. Stari de oxidare

Carbon C 6 [He]2s2 p2 3850 subl. -4, +4

Germaniu Ge 32 [Ne]3s2 p2 958 2700 -4,+2,+4

Plumb Pb 82 [Ar]3d104s2p2 327.5 1620 (-4),+2,+4

Siliciu Si 14 [Kr]4d105s2p2 1410 2630 -4, +4

Staniu Sn 50 [Xe]4f145d106s2p2 231.8 2270 (-4),+2,+4

Ca si in celelalte grupe ale sistemului periodic, primul element al grupei, carbonul se deosebeste, prin comportarea sa si prin compusii sai, mult de celelalte elemente ale grupei. In timp ce carbonul este un nemetal tipic, staniul si plumbul sunt metale bine caracterizate, iar siliciul si germaniul sunt semimetale (si au proprietati de semiconductori).