Grupa węglowa - Carbon group
| Grupa węglowa (grupa 14) | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
|||||||||||
|
|||||||||||
| ↓ Okres | |||||||||||
| 2 |
 6 Inne niemetale |
||||||||||
| 3 |
 14 Metaloid |
||||||||||
| 4 |
 32 Metaloid |
||||||||||
| 5 |
 50 Inny metal |
||||||||||
| 6 |
 82 Inny metal |
||||||||||
| 7 |
Flerow (Fl) 114 Inny metal |
||||||||||
|
Legenda
|
|||||||||||
Grupa węgla jest grupą układu okresowego pierwiastków składającą się z węgla (C), krzemu (Si), germanu (Ge), cyny (Sn), ołowiu (Pb) i flerowu (Fl). Leży w p-bloku .
We współczesnej notacji IUPAC nazywa się to grupą 14 . W dziedzinie fizyki półprzewodników nadal powszechnie nazywana jest grupą IV . Grupa była kiedyś znana również jako tetrele (od greckiego słowa tetra , co oznacza cztery), wywodzącej się z rzymskiej cyfry IV w nazwach grup lub (nieprzypadkowo) od faktu, że te pierwiastki mają cztery elektrony walencyjne (patrz niżej ). Znane są również jako krystalogeny lub adamantogeny .
Charakterystyka
Chemiczny
Podobnie jak inne grupy, członkowie tej rodziny wykazują wzorce w konfiguracji elektronowej , zwłaszcza w zewnętrznych powłokach, co skutkuje trendami w zachowaniu chemicznym:
| Z | Element | Liczba elektronów/powłokę |
|---|---|---|
| 6 | Węgiel | 2, 4 |
| 14 | Krzem | 2, 8, 4 |
| 32 | German | 2, 8, 18, 4 |
| 50 | Cyna | 2, 8, 18, 18, 4 |
| 82 | Prowadzić | 2, 8, 18, 32, 18, 4 |
| 114 | Flerow | 2, 8, 18, 32, 32, 18, 4 (przewidywane) |
Każdy z pierwiastków z tej grupy ma w swojej zewnętrznej powłoce 4 elektrony . Izolowany, obojętny atom grupy 14 ma konfigurację s 2 p 2 w stanie podstawowym. Pierwiastki te, zwłaszcza węgiel i krzem , mają silną skłonność do tworzenia wiązań kowalencyjnych , które zwykle sprowadzają zewnętrzną powłokę do ośmiu elektronów . Wiązania w tych elementach często prowadzą do hybrydyzacji, w której różne cechy s i p orbitali są wymazane. W przypadku wiązań pojedynczych typowy układ ma cztery pary elektronów sp 3 , chociaż istnieją również inne przypadki, takie jak trzy pary elektronów sp 2 w grafenie i graficie. Wiązania podwójne są charakterystyczne dla węgla ( alkeny , CO
2...); to samo dla systemów π w ogóle. Tendencja do utraty elektronów wzrasta wraz ze wzrostem wielkości atomu , podobnie jak ze wzrostem liczby atomowej. Węgla same formy ujemnych jonów , w postaci węglika (C 4 ) jony. Krzem i german , oba metaloidy , każdy może tworzyć +4 jony.
Zarówno cyna, jak i ołów są metalami , podczas gdy flerow jest syntetycznym, radioaktywnym (jego okres półtrwania jest bardzo krótki, zaledwie 1,9 sekundy) pierwiastkiem, który może mieć kilka właściwości podobnych do gazu szlachetnego , choć nadal najprawdopodobniej jest metalem po przemianie. Zarówno cyna, jak i ołów są zdolne do tworzenia jonów +2. Chociaż cyna jest chemicznie metalem, jej alotrop α bardziej przypomina german niż metal i jest słabym przewodnikiem elektrycznym.
Węgiel tworzy tetrahalogenki ze wszystkimi halogenami . Węgiel tworzy również wiele tlenków, takich jak tlenek węgla , podtlenek węgla i dwutlenek węgla . Węgiel tworzy dwusiarczki i diselenki.
Krzem tworzy kilka wodorków; dwa z nich to SiH 4 i Si 2 H 6 . Krzem tworzy tetrahalogenki z fluorem, chlorem, bromem i jodem. Krzem tworzy również dwutlenek i dwusiarczek . Azotek krzemu ma wzór Si 3 N 4 .
German tworzy pięć wodorków. Pierwsze dwa wodorki germanu to GeH 4 i Ge 2 H 6 . German tworzy tetrahalogenki ze wszystkimi halogenami z wyjątkiem astatyny i tworzy dihalogenki ze wszystkimi halogenami z wyjątkiem bromu i astatyny. Wiązania germanu ze wszystkimi naturalnymi pojedynczymi chalkogenami z wyjątkiem polonu i tworzą dwutlenki, dwusiarczki i diselenki. Azotek germanu ma wzór Ge 3 N 4 .
Cyna tworzy dwa wodorki: SnH 4 i Sn 2 H 6 . Cyna tworzy dwuhalogenki i czterohalogenki ze wszystkimi halogenami z wyjątkiem astatyny. Cyna tworzy chalkogenki z jednym z każdego naturalnie występującego chalkogenu z wyjątkiem polonu i tworzy chalkogenki z dwoma z każdego naturalnie występującego chalkogenu z wyjątkiem polonu i telluru.
Ołów tworzy jeden wodorek o wzorze PbH 4 . Ołów tworzy dwuhalogenki i czterohalogenki z fluorem i chlorem oraz tworzy dwubromek i dwujodek, chociaż czterobromek i czterojodek ołowiu są nietrwałe. Ołów tworzy cztery tlenki, siarczek, selenek i tellur.
Nie są znane żadne związki flerowu.
Fizyczny
W temperaturze wrzenia grupy węgla stają się mniejsze w cięższych pierwiastków. Węgiel, najlżejszy pierwiastek z grupy węgla, sublimuje w 3825 °C. Temperatura wrzenia krzemu wynosi 3265 °C, germanu 2833 °C, cyny 2602 °C, a ołowiu 1749 °C. Przewiduje się, że Flerovium wrze w -60°C. Temperatury topnienia pierwiastków z grupy węglowej mają mniej więcej taki sam trend jak ich temperatury wrzenia. Krzem topi się w 1414 °C, german w 939 °C, cyna w 232 °C, a ołów w 328°C.
Struktura krystaliczna węgla jest heksagonalna ; przy wysokich ciśnieniach i temperaturach tworzy diament (patrz poniżej). Krzem i german mają strukturę sześciennych kryształów diamentu , podobnie jak cyna w niskich temperaturach (poniżej 13,2 °C). Cyna w temperaturze pokojowej ma tetragonalną strukturę krystaliczną. Ołów ma sześcienną strukturę kryształu skoncentrowaną na twarzy .
Do zagęszczenia elementów grupy węglowe mają tendencję do zwiększania się ze wzrostem liczby atomowej. Węgiel ma gęstość 2,26 grama na centymetr sześcienny , krzem ma gęstość 2,33 grama na centymetr sześcienny, german ma gęstość 5,32 grama na centymetr sześcienny. Cyna ma gęstość 7,26 grama na centymetr sześcienny, a ołów 11,3 grama na centymetr sześcienny.
Te promienie atomowy pierwiastków grupy węglowe mają tendencję do zwiększania się ze wzrostem liczby atomowej. Promień atomowy węgla wynosi 77 pikometrów , krzemu 118 pikometrów, germanu 123 pikometrów, cyny 141 pikometrów, a ołowiu 175 pikometrów.
Alotropy
Węgiel ma wiele alotropów . Najczęściej występuje grafit , czyli węgiel w postaci ułożonych w stos arkuszy. Inną formą węgla jest diament , ale jest to stosunkowo rzadkie. Węgiel amorficzny jest trzecią alotropem węgla; jest składnikiem sadzy . Innym alotropem węgla jest fuleren , który ma postać arkuszy atomów węgla złożonych w kulę. Piąty alotrop węgla, odkryty w 2003 roku, nazywa się grafenem i ma postać warstwy atomów węgla ułożonych w kształt plastra miodu.
Krzem ma dwa znane alotropy, które występują w temperaturze pokojowej. Te alotropy są znane jako amorficzne i krystaliczne alotropy. Amorficzny alotrop jest brązowym proszkiem. Krystaliczny alotrop jest szary i ma metaliczny połysk .
Cyna ma dwa alotropy: α-cynę, znaną również jako szara cyna i β-cynę. Cyna zazwyczaj występuje w postaci β-cyny, srebrzystego metalu. Jednak przy standardowym ciśnieniu β-cyna przekształca się w α-cynę, szary proszek, w temperaturach poniżej 13,2° Celsjusza/56° Fahrenheita. Może to spowodować, że przedmioty z cyny w niskich temperaturach rozkruszą się na szary proszek w procesie znanym jako szkodnik cyny lub zgnilizna cyny.
Jądrowy
Co najmniej dwa pierwiastki z grupy węglowej (cyna i ołów) mają magiczne jądra , co oznacza, że pierwiastki te są bardziej powszechne i bardziej stabilne niż pierwiastki, które nie mają magicznego jądra.
Izotopy
Istnieje 15 znanych izotopów węgla . Spośród nich trzy występują naturalnie. Najbardziej powszechnym jest stabilny węgiel-12 , a następnie stabilny węgiel-13 . Węgiel-14 to naturalny radioaktywny izotop o okresie półtrwania wynoszącym 5730 lat.
Odkryto 23 izotopy krzemu . Pięć z nich występuje naturalnie. Najpopularniejszym jest stabilny krzem-28, następnie stabilny krzem-29 i stabilny krzem-30. Krzem-32 jest radioaktywnym izotopem, który występuje naturalnie w wyniku radioaktywnego rozpadu aktynowców oraz poprzez spallację w górnych warstwach atmosfery. Krzem-34 występuje również naturalnie w wyniku radioaktywnego rozpadu aktynowców.
Odkryto 32 izotopy germanu . Pięć z nich występuje naturalnie. Najczęstszym jest stabilny izotop germanu-74, a następnie stabilny izotop germanu-72, stabilny izotop germanu-70 i stabilny izotop germanu-73. Izotop germanu-76 jest pierwotnym radioizotopem .
Odkryto 40 izotopów cyny . 14 z nich występuje w naturze. Najpopularniejszym jest cyna-120, a następnie cyna-118, cyna-116, cyna-119, cyna-117, cyna-124, cyna-122, cyna-112 i cyna-114: wszystkie są stabilne. Cyna ma również cztery radioizotopy, które powstają w wyniku radioaktywnego rozpadu uranu. Te izotopy to cyna-121, cyna-123, cyna-125 i cyna-126.
Odkryto 38 izotopów ołowiu . 9 z nich występuje naturalnie. Najpopularniejszym izotopem jest ołów-208, następnie ołów-206, ołów-207 i ołów-204: wszystkie są stabilne. W wyniku radioaktywnego rozpadu uranu i toru powstają 4 izotopy ołowiu. Te izotopy to ołów-209, ołów-210, ołów-211 i ołów-212.
Odkryto 6 izotopów flerowu (flerow-284, flerow-285, flerow-286, flerow-287, flerow-288 i flerow-289). Żadne z nich nie występują naturalnie. Najbardziej stabilnym izotopem flerowu jest flerow-289, którego okres półtrwania wynosi 2,6 sekundy.
Występowanie
Węgiel gromadzi się w wyniku fuzji gwiazd w większości gwiazd, nawet małych. Węgiel występuje w skorupie ziemskiej w stężeniu 480 części na milion, aw wodzie morskiej w stężeniu 28 części na milion. Węgiel występuje w atmosferze w postaci tlenku węgla , dwutlenku węgla i metanu . Węgiel jest kluczowym składnikiem minerałów węglanowych i znajduje się w wodorowęglanie , który jest powszechny w wodzie morskiej. Węgiel stanowi 22,8% typowego człowieka.
Krzem występuje w skorupie ziemskiej w stężeniu 28%, co czyni go drugim najliczniej występującym tam pierwiastkiem. Stężenie krzemu w wodzie morskiej może wahać się od 30 części na miliard na powierzchni oceanu do 2000 części na miliard głębiej. Pył krzemowy występuje w śladowych ilościach w atmosferze ziemskiej. Minerały krzemianowe są najczęstszym rodzajem minerałów na ziemi. Krzem stanowi średnio 14,3 części na milion ludzkiego ciała. Tylko największe gwiazdy produkują krzem poprzez fuzję gwiazd.
German stanowi 2 części na milion skorupy ziemskiej, co czyni go tam 52. najliczniejszym pierwiastkiem. Średnio german stanowi 1 część na milion gleby . German stanowi 0,5 części na bilion wody morskiej. Związki organogermanium znajdują się również w wodzie morskiej. German występuje w organizmie człowieka w stężeniu 71,4 części na miliard. Odkryto, że german występuje w niektórych bardzo odległych gwiazdach.
Cyna stanowi 2 części na milion skorupy ziemskiej, co czyni ją 49. najobficiej występującym pierwiastkiem. Średnio cyna stanowi 1 część na milion gleby. Cyna występuje w wodzie morskiej w stężeniu 4 części na bilion. Cyna stanowi 428 części na miliard ludzkiego ciała. Tlenek cyny (IV) występuje w glebie w stężeniu od 0,1 do 300 części na milion. Cyna występuje również w stężeniach jednej części na tysiąc w skałach magmowych .
Ołów stanowi 14 części na milion skorupy ziemskiej, co czyni go 36. najobficiej występującym tam pierwiastkiem. Średnio ołów stanowi 23 części na milion gleby, ale stężenie może osiągnąć 20000 części na milion (2 procent) w pobliżu starych kopalni ołowiu. Ołów występuje w wodzie morskiej w stężeniu 2 części na bilion. Ołów stanowi wagowo 1,7 części na milion ludzkiego ciała. Działalność człowieka uwalnia do środowiska więcej ołowiu niż jakikolwiek inny metal.
Flerovium występuje tylko w akceleratorach cząstek .
Historia
Odkrycia i zastosowania w starożytności
Węgiel , cyna i ołów to tylko niektóre z pierwiastków dobrze znanych w starożytnym świecie, obok siarki , żelaza , miedzi , rtęci , srebra i złota .
Krzem jako krzemionka w postaci kryształu górskiego był znany przeddynastycznym Egipcjanom, którzy używali go do produkcji koralików i małych wazonów; do wczesnych Chińczyków; i prawdopodobnie wielu innym starożytnym. Wytwarzaniem szkła zawierającego krzemionkę zajmowali się zarówno Egipcjanie – co najmniej już w 1500 roku p.n.e. – jak i Fenicjanie . Wiele z naturalnie występujących związków lub minerałów krzemianowych było używanych w różnego rodzaju zaprawach do budowy mieszkań przez najwcześniejszych ludzi.
Wydaje się, że początki cyny zaginęły w historii. Wydaje się, że brązy, które są stopami miedzi i cyny, były używane przez człowieka prehistorycznego na jakiś czas przed wyizolowaniem czystego metalu. Brązy były powszechne we wczesnej Mezopotamii, Dolinie Indusu, Egipcie, Krecie, Izraelu i Peru. Większość cyny używanej przez wczesne ludy śródziemnomorskie najwyraźniej pochodziła z Wysp Scilly i Kornwalii na Wyspach Brytyjskich, gdzie wydobycie metalu datuje się na około 300-200 pne. Kopalnie cyny działały zarówno na obszarach Inków, jak i Azteków w Ameryce Południowej i Środkowej przed podbojem hiszpańskim.
O ołowiu często wspomina się we wczesnych relacjach biblijnych. W Babilończycy używane jako płyty metalowe, na których można rejestrować napisów. W Rz stosuje się do tabletek, wodnych, monet, a także naczynia do gotowania; rzeczywiście, w wyniku ostatniego użycia, zatrucie ołowiem zostało rozpoznane w czasach Cezara Augusta . Związek znany jako biały ołów został najwyraźniej przygotowany jako pigment dekoracyjny co najmniej już w 200 r. p.n.e.
Współczesne odkrycia
Amorficzny krzem pierwiastkowy został po raz pierwszy otrzymany w czystej postaci w 1824 roku przez szwedzkiego chemika Jönsa Jacoba Berzeliusa ; nieczysty krzem uzyskano już w 1811 roku. Krystaliczny krzem pierwiastkowy wytworzono dopiero w 1854 roku, kiedy to otrzymano go jako produkt elektrolizy.
German jest jednym z trzech pierwiastków, których istnienie przewidział w 1869 r. rosyjski chemik Dymitr Mendelejew, kiedy po raz pierwszy opracował swój układ okresowy pierwiastków. Jednak przez pewien czas pierwiastek ten nie został odkryty. We wrześniu 1885 r. górnik odkrył próbkę minerału w kopalni srebra i przekazał ją kierownikowi kopalni, który ustalił, że jest to nowy minerał i wysłał minerał do Clemensa A. Winklera . Winkler zdał sobie sprawę, że próbka zawiera 75% srebra, 18% siarki i 7% nieodkrytego pierwiastka. Po kilku miesiącach Winkler wyizolował pierwiastek i ustalił, że jest to pierwiastek 32.
Pierwsza próba odkrycia flerowu (wtedy określanego jako „pierwiastek 114”) miała miejsce w 1969 r. we Wspólnym Instytucie Badań Jądrowych , ale nie powiodła się. W 1977 r. naukowcy z Joint Institute for Nuclear Research bombardowali atomy plutonu-244 wapniem-48 , ale znowu nie udało się. Ta reakcja jądrowa została powtórzona w 1998 roku, tym razem z powodzeniem.
Etymologie
Słowo „węgiel” pochodzi od łacińskiego słowa carbo oznaczającego „węgiel drzewny”. Słowo „krzem” pochodzi od łacińskiego słowa silex lub silicis , co oznacza „krzemień”. Słowo „german” pochodzi od słowa germania , które jest łaciną oznaczającą Niemcy, kraj, w którym odkryto german. Słowo „tin” pochodzi od staroangielskiego słowa tin . Słowo „lead” pochodzi od staroangielskiego słowa ołowiu . Flerovium zostało nazwane na cześć Georgy Flyorova i jego Instytutu.
Aplikacje
Węgiel jest najczęściej używany w formie amorficznej . W tej postaci węgiel jest wykorzystywany do produkcji stali , jako sadza , jako wypełnienie opon , w respiratorach oraz jako węgiel aktywny . Węgiel jest również używany w postaci grafitu, który jest powszechnie używany jako grafit w ołówkach . Diament , inna forma węgla, jest powszechnie stosowany w biżuterii. Włókna węglowe są używane w wielu zastosowaniach, takich jak rozpórki satelitarne , ponieważ włókna są bardzo mocne, a jednocześnie elastyczne.
Dwutlenek krzemu ma wiele zastosowań, w tym pasty do zębów , wypełniacze budowlane, a krzemionka jest głównym składnikiem szkła . 50% czystego krzemu przeznaczone jest do produkcji stopów metali . 45% krzemu przeznaczone jest do produkcji silikonów . Krzem jest również powszechnie stosowany w półprzewodnikach od lat pięćdziesiątych.
German był używany w półprzewodnikach do lat pięćdziesiątych, kiedy został zastąpiony krzemem. Detektory promieniowania zawierają german. Dwutlenek germanu jest używany w światłowodach i obiektywach szerokokątnych. Niewielka ilość germanu zmieszana ze srebrem może sprawić, że srebro będzie odporne na matowienie . Powstały stop jest znany jako argentium.
Lut jest najważniejszym zastosowaniem cyny; 50% całej wyprodukowanej cyny trafia do tego zastosowania. 20% całej wyprodukowanej cyny jest wykorzystywane na blachę cynową . 20% cyny wykorzystywane jest również przez przemysł chemiczny . Cyna jest również składnikiem wielu stopów, w tym cyny . Tlenek cyny (IV) jest powszechnie stosowany w ceramice od tysięcy lat. Cynian kobaltu jest związkiem cyny, który jest używany jako niebieski pigment cerulean .
80% całego wyprodukowanego ołowiu trafia do akumulatorów kwasowo-ołowiowych . Inne zastosowania ołowiu obejmują odważniki, pigmenty i ekranowanie przed materiałami radioaktywnymi. Ołów był historycznie używany w benzynie w postaci tetraetyloołowiu , ale to zastosowanie zostało przerwane z powodu obaw o toksyczność.
Produkcja
Diament alotropowy węgla produkowany jest głównie przez Rosję , Botswanę , Kongo , Kanadę i RPA , Indie . 80% wszystkich diamentów syntetycznych jest produkowanych przez Rosję. Chiny produkują 70% światowego grafitu. Inne kraje wydobywające grafit to Brazylia , Kanada i Meksyk .
Krzem można wytwarzać przez ogrzewanie krzemionki z węglem.
Istnieje kilka rud germanu, takich jak germanit , ale nie są one wydobywane ze względu na ich rzadkość. Zamiast tego german jest pozyskiwany z rud metali, takich jak cynk . W Rosji i Chinach od złóż węgla oddzielany jest także german. Rudy zawierające german są najpierw poddawane działaniu chloru w celu wytworzenia tetrachlorku germanu , który miesza się z gazowym wodorem. Następnie german jest dalej rafinowany przez rafinację strefową . Około 140 ton metrycznych germanu jest produkowanych każdego roku.
Kopalnie wydobywają 300 000 ton cyny rocznie. Głównymi producentami cyny są Chiny, Indonezja , Peru , Boliwia i Brazylia. Metodą produkcji cyny jest ogrzewanie mineralnego kasyterytu cyny (SnO 2 ) z koksem .
Najczęściej wydobywaną rudą ołowiu jest galena (siarczek ołowiu). Każdego roku wydobywa się 4 miliony ton ołowiu, głównie w Chinach, Australii , Stanach Zjednoczonych i Peru. Rudy są mieszane z koksem i wapieniem i prażone w celu uzyskania czystego ołowiu. Większość ołowiu pochodzi z recyklingu akumulatorów ołowiowych . Całkowita ilość ołowiu kiedykolwiek wydobytego przez ludzi wynosi 350 milionów ton metrycznych.
Rola biologiczna
Węgiel jest kluczowym elementem wszelkiego znanego życia. Znajduje się we wszystkich związkach organicznych, na przykład DNA , sterydach i białkach . Znaczenie węgla dla życia wynika przede wszystkim z jego zdolności do tworzenia licznych wiązań z innymi pierwiastkami. W typowym 70-kilogramowym człowieku znajduje się 16 kilogramów węgla.
Powszechnie dyskutuje się wykonalność życia na bazie krzemu . Jednak jest mniej zdolny niż węgiel do tworzenia skomplikowanych pierścieni i łańcuchów. Krzem w postaci dwutlenku krzemu jest wykorzystywany przez okrzemki i gąbki morskie do tworzenia ścian komórkowych i szkieletów . Krzem jest niezbędny do wzrostu kości u kurcząt i szczurów, a także może być niezbędny u ludzi. Ludzie spożywają średnio od 20 do 1200 miligramów krzemu dziennie, głównie ze zbóż . W typowym 70-kilogramowym człowieku znajduje się 1 gram krzemu.
Biologiczna rola germanu nie jest znana, chociaż stymuluje metabolizm . W 1980 r. Kazuhiko Asai doniósł, że german jest korzystny dla zdrowia, ale twierdzenie to nie zostało udowodnione. Niektóre rośliny pobierają z gleby german w postaci tlenku germanu . Rośliny te, które obejmują zboża i warzywa, zawierają około 0,05 części germanu na milion. Szacowane spożycie germanu przez ludzi wynosi 1 miligram dziennie. W typowym 70-kilogramowym człowieku jest 5 miligramów germanu.
Wykazano, że cyna jest niezbędna do prawidłowego wzrostu szczurów, ale od 2013 r. nie ma dowodów na to, że ludzie potrzebują cyny w swojej diecie. Rośliny nie wymagają cyny. Jednak rośliny gromadzą cynę w swoich korzeniach . Pszenica i kukurydza zawierają odpowiednio siedem i trzy części na milion. Jednak poziom cyny w roślinach może osiągnąć 2000 części na milion, jeśli rośliny znajdują się w pobliżu huty cyny . Ludzie spożywają średnio 0,3 miligrama cyny dziennie. W typowym 70-kilogramowym człowieku jest 30 miligramów cyny.
Ołów nie odgrywa żadnej znanej roli biologicznej i jest w rzeczywistości wysoce toksyczny , ale niektóre drobnoustroje są w stanie przetrwać w środowisku skażonym ołowiem. Niektóre rośliny, takie jak ogórki, zawierają do dziesiątek części na milion ołowiu. W typowym 70-kilogramowym człowieku jest 120 miligramów ołowiu.
Flerovium nie odgrywa żadnej roli biologicznej, a zamiast tego znajduje się i wytwarza tylko w akceleratorach cząstek.
Toksyczność
Węgiel pierwiastkowy na ogół nie jest toksyczny, ale wiele jego związków, takich jak tlenek węgla i cyjanowodór, jest toksycznych . Jednak pył węglowy może być niebezpieczny, ponieważ osadza się w płucach w sposób podobny do azbestu .
Minerały krzemu nie są zazwyczaj trujące. Jednak pył dwutlenku krzemu, taki jak ten emitowany przez wulkany, może powodować niekorzystne skutki zdrowotne, jeśli dostanie się do płuc.
German może zakłócać działanie takich enzymów, jak dehydrogenaza mleczanowa i alkoholowa . Organiczne związki germanu są bardziej toksyczne niż nieorganiczne związki germanu. German ma niski stopień toksyczności doustnej u zwierząt. Poważne zatrucie germanem może spowodować śmierć przez porażenie dróg oddechowych .
Niektóre związki cyny są toksyczne dla spożycia , ale większość nieorganicznych związków cyny uważa się za nietoksyczną. Organiczne związki cyny, takie jak trimetylocyna i trietylocyna, są wysoce toksyczne i mogą zakłócać procesy metaboliczne wewnątrz komórek.
Ołów i jego związki, takie jak octany ołowiu, są wysoce toksyczne. Zatrucie ołowiem może powodować bóle głowy , bóle brzucha, zaparcia i dnę moczanową .
Flerovium jest zbyt radioaktywny, aby sprawdzić, czy jest toksyczny, czy nie, chociaż sama jego wysoka radioaktywność byłaby toksyczna.